【專家】耿長江：衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)監(jiān)測評估工作現(xiàn)狀

　　相對于系統(tǒng)建設(shè)階段的測試工作而言，“監(jiān)測評估”一詞更強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)服務(wù)階段對系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測與服務(wù)性能的評估。這并不是一項(xiàng)新事物，在美國GPS和俄羅斯GLONASS的運(yùn)行體制里面是“用戶信息支持”的重要內(nèi)容。GPS用戶信息支持工作由美國空軍、交通部、海岸警衛(wèi)隊(duì)等部門聯(lián)合開展，空軍GPS操作中心（GPS Operational Center）提供軍用用戶的信息支持，內(nèi)容包括系統(tǒng)中斷信息和服務(wù)性能；交通部作為主要的用戶代表，利用WAAS與IGS監(jiān)測數(shù)據(jù)，按照國防部《GPS標(biāo)準(zhǔn)定位服務(wù)性能規(guī)范》承諾的指標(biāo)體系獨(dú)立開展GPS服務(wù)性能評估工作，并提供月度、季度報告；海岸警衛(wèi)隊(duì)負(fù)責(zé)向非航空類民用用戶提供系統(tǒng)中斷信息。俄羅斯GLONASS由航天國家集團(tuán)中央機(jī)械制造研究院負(fù)責(zé)民用用戶信息支持，提供系統(tǒng)中斷信息與服務(wù)性能信息，有服務(wù)性能評估天報、周報、月報等例行處理結(jié)果。

　　我國在北斗系統(tǒng)發(fā)展之初就建設(shè)了北斗試驗(yàn)評估系統(tǒng)，在北斗二號系統(tǒng)的組網(wǎng)測試工作中發(fā)揮了重要作用。瞄準(zhǔn)系統(tǒng)正式提供服務(wù)后長期、連續(xù)的監(jiān)測評估工作，2010年，中國衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)管理辦公室開始論證“全球連續(xù)監(jiān)測評估系統(tǒng)”，在總結(jié)前期工作經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步完善理論方法，擴(kuò)展基礎(chǔ)設(shè)施。2011年成立“中國衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)管理辦公室測試評估研究中心”，旨在強(qiáng)化北斗測試評估技術(shù)研究、工程建設(shè)及信息服務(wù)相關(guān)工作。

　　隨著全球范圍多個衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)的推進(jìn)，“監(jiān)測評估”的作用逐步被提到了一個新的高度。2009年，美國代表開始在ICG（國際導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)委員會）大會上建議各衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)供應(yīng)商按照統(tǒng)一的參數(shù)模板向用戶提供服務(wù)性能，這將有可能發(fā)展為衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的一個重要國際標(biāo)準(zhǔn)，引發(fā)了各供應(yīng)商的強(qiáng)烈關(guān)注。2011年ICG中間會議上，我國專家發(fā)出了“國際GNSS監(jiān)測評估（IGMA）”的倡議，號召開展公平、公正的第三方GNSS監(jiān)測評估工作，這一倡議得到了與會人員的廣泛認(rèn)可，并于同年ICG大會上成立IGMA任務(wù)組（在S工作組下），由中、美、日三方擔(dān)任聯(lián)合主席。上述工作的發(fā)展是多個衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)合作競爭發(fā)展的必然，衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)服務(wù)性能層面的國際標(biāo)準(zhǔn)有待形成，客觀、公正的第三方評估工作也亟需開展。

　　系統(tǒng)建設(shè)方面，根據(jù)北斗工程建設(shè)與運(yùn)行服務(wù)的需要，也響應(yīng)我國發(fā)起的IGMA倡議，我國在“北斗試驗(yàn)評估系統(tǒng)”的基礎(chǔ)上于2011年啟動了“全球連續(xù)監(jiān)測評估系統(tǒng)”的建設(shè)工作，建設(shè)全球跟蹤站網(wǎng)絡(luò)及相應(yīng)的數(shù)據(jù)服務(wù)、分析處理基礎(chǔ)設(shè)施，提供BDS/GPS/GLONASS/Galileo四大衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)監(jiān)測評估能力，發(fā)布精度高、指標(biāo)體系領(lǐng)先的監(jiān)測評估信息，同時原始觀測數(shù)據(jù)、精密軌道、鐘差、大氣延遲等產(chǎn)品也可服務(wù)于科學(xué)研究及行業(yè)應(yīng)用。系統(tǒng)在2017年7月完成初步建設(shè)并正式提供服務(wù)，在全球范圍建成了24個跟蹤站，并在依托國內(nèi)優(yōu)勢單位建成多個數(shù)據(jù)中心、分析中心等基礎(chǔ)設(shè)施。

　　另外，2016年國際GNSS服務(wù)組織（IGS）組織宣布響應(yīng)IGMA倡議，啟動“GNSS監(jiān)測評估試驗(yàn)項(xiàng)目（IGMA-IGS）”，在全球范圍內(nèi)廣泛吸納感興趣的科研機(jī)構(gòu)，并定義了包括URE精度、UTCOE等指標(biāo)在內(nèi)的最小參數(shù)集，目前已經(jīng)有西安測繪研究所、德國宇航中心、德國地學(xué)研究中心等機(jī)構(gòu)提供了初步的分析結(jié)果，各分析中心結(jié)果差異較大，針對算法與處理策略的統(tǒng)一工作仍在持續(xù)推進(jìn)。項(xiàng)目的最終目標(biāo)是依托IGS的全球基礎(chǔ)設(shè)施為全球用戶提供監(jiān)測評估結(jié)果。

　　標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范方面，“GNSS監(jiān)測評估參數(shù)模版”工作國內(nèi)依托“全球連續(xù)監(jiān)測評估系統(tǒng)”建設(shè)團(tuán)隊(duì)，研究提出了“GNSS監(jiān)測評估參數(shù)模版”，內(nèi)容涵蓋了星座狀態(tài)、空間信號質(zhì)量、空間信號精度、服務(wù)性能等4個方面共33個指標(biāo)，在現(xiàn)有工作成果之上增加了空間信號質(zhì)量、差分增強(qiáng)信息等方面的內(nèi)容，在指標(biāo)覆蓋性上實(shí)現(xiàn)了新的突破。ICG－IGMA任務(wù)組也一直致力于形成統(tǒng)一的“監(jiān)測評估參數(shù)模版”，除中方外其他各方也提出過自己的模版，但尚未在任務(wù)組內(nèi)形成一致意見。隨著IGMA－IGS項(xiàng)目的開展，這一工作朝著更實(shí)用主義的方向發(fā)展——初期只評估URE等少數(shù)幾個關(guān)鍵參數(shù)，并逐步完善。

　　另一項(xiàng)密切相關(guān)的工作，“服務(wù)性能參數(shù)模版”在ICG S工作組下幾經(jīng)反復(fù)，一度在2015年明確不再形成統(tǒng)一的模版，而是要供應(yīng)商加強(qiáng)信息共享。但2016年又重組了“服務(wù)性能模版夢之隊(duì)”，成員包括了中、美、俄、歐、日共五個國家的專家，目前已經(jīng)完成各專家對模版參數(shù)意見的征集，正在制定“服務(wù)性能標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)文件”，用于指導(dǎo)各供應(yīng)商提供服務(wù)性能指標(biāo)。

　　交流合作方面，監(jiān)測評估與民用服務(wù)領(lǐng)域成為兼容互操作之外一個非?；钴S的合作領(lǐng)域。早在2014年美方就與中方接觸，希望能建立“一站式”信息支持中心，雙方信息共享，美方機(jī)構(gòu)承擔(dān)美國境內(nèi)北斗信息支持任務(wù)，中方機(jī)構(gòu)承擔(dān)中國境內(nèi)GPS信息支持任務(wù)。2017年，中俄正式建成“中俄衛(wèi)星導(dǎo)航監(jiān)測評估服務(wù)平臺”，實(shí)現(xiàn)了北斗與GLONASS信息共享，GLONASS官方網(wǎng)站（www.glonass-iac.ru）開始提供北斗信息，中方網(wǎng)站（www.csno-tarc.cn）也開始提供GLONASS信息，雙方共同為全球用戶提供信息支持。

　　我國“國際GNSS監(jiān)測評估”倡議引起了全球范圍的廣泛認(rèn)可，各供應(yīng)商都在加強(qiáng)此方面的工作，歐盟于2015年宣布在Galileo系統(tǒng)架構(gòu)中增加監(jiān)測評估中心（GRC），IGS在2016年啟動IGMA－IGS試驗(yàn)項(xiàng)目，俄羅斯在2017年規(guī)劃增加GLONASS監(jiān)測評估中心。相應(yīng)的國際標(biāo)準(zhǔn)也在持續(xù)推進(jìn)之中，“監(jiān)測評估參數(shù)模版”與“服務(wù)性能規(guī)范”相關(guān)的工作在ICG框架下應(yīng)該會有協(xié)調(diào)，形成國際第三方監(jiān)測評估架構(gòu)，按照統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，發(fā)布可信的結(jié)果，服務(wù)全球用戶是大勢所趨。

　　過去的幾年間，我國無論在監(jiān)測評估基礎(chǔ)設(shè)施、理論方法還是人才儲備都有了長足的發(fā)展，對于北斗系統(tǒng)的建設(shè)和服務(wù)都具有重要意義，在GNSS服務(wù)性能國際標(biāo)準(zhǔn)制定及國際監(jiān)測評估工作實(shí)施中也具有較強(qiáng)的話語權(quán)與影響力。但也要認(rèn)識到美國、歐洲強(qiáng)大的資源基礎(chǔ)，IGS在監(jiān)測評估工作上的進(jìn)展就很快。另外，無論標(biāo)準(zhǔn)如何制定，衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)自身性能好壞是決定因素。在北斗三號啟動組網(wǎng)建設(shè)之際，希望我國的監(jiān)測評估技術(shù)再有新突破，基礎(chǔ)設(shè)施能有新發(fā)展，在北斗三號運(yùn)行服務(wù)及國際標(biāo)準(zhǔn)制定、國際監(jiān)測評估機(jī)構(gòu)建設(shè)等工作中發(fā)揮更大的作用，同時也對北斗三號服務(wù)性能充滿期待。