上海交大團隊破解北斗導航技術

　　在我國遠洋捕撈的漁船上，搭載著2萬多臺套北斗導航系統終端，每年服務3億人次以上。僅去年一年，就有上百名海上遇險的漁民利用北斗導航的精確定位得到了救援。

　　在東北和新疆廣袤的農場裏，2000多套無人耕種機械，接收著來自北斗衛星的定位信號，在大田裏循著既定路線自助耕作……

　　曾經，我國95%的民用導航市場被美國主導的GPS全球定位系統所壟斷；如今，大部分市場份額已被我國自主知識産權的北斗導航系統所取代。這場揚我國威的導航産業之戰背後，是上海交大鬱文賢教授團隊潛心30年的科研攻關。就在昨天，鬱文賢領銜的“北斗導航與位置服務關鍵技術及其産業化”項目，獲得了2016年度上海市科技進步特等獎。

　　以國家重大專項為依託，項目團隊在核心演算法、基礎産品和特色應用三個技術層面取得重要突破，直接催生和持續帶動了上海西虹橋北斗産業園的快速崛起，建立的北斗應用系統在智慧公交、精準農業、海洋漁業等六個典型行業取得了廣泛應用。

　　國之重器説什麼也要爭取突破

　　“上世紀80年代，我們還在設想衛星導航時，導師就跟我説，美國的GPS已經研發出來了；上世紀90年代，美國已將GPS技術用於導彈發射了，我們的衛星導航技術才剛剛起步。”鬱文賢説，關係國家戰略和核心競爭力的技術，困難再多、花再長的時間，也要爭取突破。

　　衛星導航系統及其産業是國家安全的重要支撐，研製具有自主知識産權的全球定位系統，既是國家戰略需求，也是大國核心競爭力的重要體現。

　　衛星導航技術是否先進，關鍵是誤差要小，信息處理的速度要快，而這主要取決於演算法。長期以來，我國衛星導航與位置服務産業面臨的核心技術瓶頸就是缺少高精度、高穩定、高可信的定位演算法，因此我國的衛星導航系統一直卡在“最後1米”。要知道，誤差哪怕只有0.1米，定位的精確性也差很多。

　　於是，編制一套高精度衛星定位的核心演算法，成了鬱文賢團隊的“一號課題”。自打1993年從國防科技大學畢業，鬱文賢就一直從事數據融合與目標識別技術研究，他參與、領銜的科研課題和國家項目幾乎都與導航技術相關。“還記得研發北斗一號衛星時，得專門製造一個超大的機櫃來接受並處理衛星信號，每次要花很長時間；而現在，處理萬級平方米的數據，1分鐘都用不了。”

　　鬱文賢從北斗一號開始參與研製，現在已是第三代北斗衛星了。目前，這套系統在複雜環境下的單點定位精度優於0.8米，動態定位精度優於5釐米，室內定位精度優於1米，達到了分米級。“這意味著，如果在路上開車，可以精確到你在哪一根車道；即使在室內，通過多種感測器技術的融合，也可知道你在哪個房間、坐在哪張桌子前。”團隊成員、上海交大上海北斗導航與位置服務重點實驗室的陳新告訴記者。

　　衛星導航的競爭説到底是産業的競爭

　　打贏導航産業的爭奪戰，單有先進的演算法不夠，還要有先進的晶片製造業和完善的産業鏈才能實現。

　　通常，高校的特長是破解原理性問題，解決基礎研究到應用型基礎研究中的技術難題，而要將技術實現，則需要産業來對接。當鬱文賢團隊的高精度、高可靠性核心演算法有所突破時，面臨的最大難題就是，要將這一演算法用於星載晶片上。

　　為了驗證鬱文賢團隊這一演算法的可靠性，2009年，上海專門成立衛星導航産業技術創新聯盟，由政府持續進行投入，産學研由此成為一個有機整體。國家相關部委和上海市政府為課題組配套支持了“長三角衛星導航應用示範工程”“上海智慧城市北斗綜合應用示範工程”等重大科技專項。

　　“衛星導航的競爭，説到底是導航産業的競爭。”鬱文賢告訴記者，整個協同創新團隊中，除了交大，還有上海産業技術研究院，以及微系統領域、晶片製造領域、導航領域等的7家企業。有了這樣的研發構架，項目才能取得豐碩成果。

　　與此同時，上海的晶片設計、製造和封裝行業在國內一直處於領先水準，也使得團隊的科研成果能夠最終走向産業化。

　　通過這一協同創新平臺，項目成果得到了廣泛應用：北斗車載終端在國內商用車前裝市場佔有率達30%以上；北斗智慧公交系統實現了公交車輛的精確到站預報和智慧化管理，平均到站時間預報誤差小于1分鐘；室內地圖數據庫已被高德、騰訊等公司採用，日訪問量達到千萬人次。

　　核心技術突破支撐産業快速發展

　　核心技術的突破，往往會帶來整個産業的升級，提升相應的市場佔有率，加速推動産業的發展。而市場的提升，反過來又會“倒逼”技術升級。

　　就在不久前，北斗導航系統副總設計師楊元喜透露，今年我國將發射6至8顆北斗三號衛星。到2020年，我國將建成由40顆衛星組成的北斗衛星導航系統網絡，提供覆蓋全球的高精度、高可靠的定位、導航和授時服務。

　　“眼下我們正在研發的是，利用視覺感測器配合北斗導航系統，實現真正的無人駕駛。未來，北斗系統還將更多地應用於機器人工廠。”鬱文賢告訴記者，2020年，整個北斗系統將建成全球系統，為全世界提供導航服務。

　　核心技術的突破，有力支撐了産業的快速發展。3年來，上海導航産業的增長率保持在30%以上，新增直接産值16.4億元，帶動間接産值約100億元。項目沿途還孵化出了4家新三板上市導航企業；本月21日，“華測導航”在深圳創業板上市，成為上海第一家上市的導航相關企業。

　　目前，上海西虹橋的北斗産業園內已有100多家與導航相關的企業入駐，涵蓋上游技術研發企業和北斗系列産品用戶企業。未來，他們將推動上海北斗導航領域的産業集聚，為上海建設具有全球影響力的高精度導航位置服務技術創新中心和新興産業策源地，奠定重要基礎。