2019年ION-GNSS+會(huì)議在美國(guó)佛羅里達(dá)州邁阿密召開(kāi)。為了評(píng)估GNSS和PNT社區(qū)的當(dāng)前心態(tài)，應(yīng)用開(kāi)發(fā)的現(xiàn)狀以及定位、導(dǎo)航和授時(shí)技術(shù)的最新水平，《GPS World》邀請(qǐng)四位國(guó)際專家提供他們的見(jiàn)解。以下是給他們提出的問(wèn)題。

 

　　根據(jù)您在9月的ION GNSS + 2019會(huì)議上所聽(tīng)到和看到的，說(shuō)出或想知道的事情：一是目前GNSS / PNT社區(qū)面臨的最大挑戰(zhàn)是技術(shù)，還是與政策相關(guān)的或其他方面的挑戰(zhàn)？二是社區(qū)如何/應(yīng)該如何最好地應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)？三是最有希望的探索/整合途徑是什么？四是您對(duì)今年的ION GNSS +感興趣的是什么新技術(shù)？五是您在今年的會(huì)議上看到或聽(tīng)到的最激動(dòng)人心的事是什么？

 

　　在這里，專家們的答案沒(méi)有特別的先后順序。具有在Trimble、SiRF、CSR和Intel工作經(jīng)驗(yàn)的行業(yè)資深人士格雷格·圖雷茨基（Greg Turetzky）表示：“ GNSS已經(jīng)存在30多年了，有人會(huì)認(rèn)為該行業(yè)可能停滯了。我今年對(duì)ION的訪問(wèn)使我深信，這一看法離事實(shí)差得遠(yuǎn)。多個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步和持續(xù)挑戰(zhàn)已清晰展示出來(lái)”。圖雷茨基現(xiàn)在是一名獨(dú)立顧問(wèn)，他領(lǐng)導(dǎo)著一家仍處于隱身模式的由風(fēng)險(xiǎn)資本支持的初創(chuàng)企業(yè)，負(fù)責(zé)開(kāi)發(fā)業(yè)務(wù)，構(gòu)建下一代GNSS IP內(nèi)核，以及基于云的定位引擎。僅憑這種描述就可以證明該市場(chǎng)正在蓬勃發(fā)展。奧斯卡工程公司的創(chuàng)始人兼技術(shù)總監(jiān)奧斯卡·波佐邦（Oscar Pozzobon）說(shuō)道，該公司提供衛(wèi)星導(dǎo)航和太空網(wǎng)絡(luò)安全的安全解決方案。他說(shuō)：“我想提一下佩·恩格（PerEnge）教授向我透露的內(nèi)容：‘在80年代，我們一直在努力追求可用性，從90年代的追求完好性開(kāi)始，到2001年之后，我們一直致力于精準(zhǔn)性，現(xiàn)在已經(jīng)進(jìn)入了安全性的十年’。”“有趣的是，這些挑戰(zhàn)都沒(méi)有解決，包括：可用性、完好性、精準(zhǔn)性和安全性。安全是未來(lái)主要的基本公開(kāi)的挑戰(zhàn)。”這些挑戰(zhàn)尚未解決，讓我們每一次嘗試解決他們中的一個(gè)問(wèn)題。

 

　　1. 可用性

 

　　當(dāng)今的多星座環(huán)境和對(duì)多種技術(shù)的傳感器開(kāi)放融合的偏好，最終可能會(huì)滿足人們對(duì)室內(nèi)定位的長(zhǎng)期需求。衛(wèi)星（可能包括數(shù)百顆衛(wèi)星）在多個(gè)頻率上具有帶寬變化的多個(gè)信號(hào)，可以滿足安全關(guān)鍵型應(yīng)用不斷發(fā)展的要求。但是，從某種意義上說(shuō)，可用性具有雙重含義。在一個(gè)充滿干擾的環(huán)境中，無(wú)論是故意干擾，還是其他射頻技術(shù)的頻譜入侵，人們可以研發(fā)出豐富多彩的GNSS信號(hào)，從而可能達(dá)到預(yù)定的目標(biāo)。保護(hù)、優(yōu)化和增強(qiáng)是帕金森博士傳講的GNSS福音。抗干擾的魯棒性，可以采用多種形式，也可以采用多種形式的干擾本身所要求的形式。海克斯康（Hexagon）定位信息公司的創(chuàng)新部副總裁桑迪·肯尼迪（Sandy Kennedy）表示：“我認(rèn)為，要演示證明GNSS接收機(jī)的實(shí)際堅(jiān)韌性是一項(xiàng)挑戰(zhàn)”。“我們聽(tīng)到了很多關(guān)于太空信號(hào)威脅的信息。對(duì)于如何應(yīng)對(duì)這些威脅，我們知之甚少。我們需要一些框架來(lái)討論和證明商業(yè)GNSS產(chǎn)品的堅(jiān)韌性。GNSS是一項(xiàng)強(qiáng)大的技術(shù)，決不能因?yàn)檫^(guò)于脆弱而無(wú)法依賴它。”圖雷茨基補(bǔ)充說(shuō)：“我相信該社區(qū)面臨的最大挑戰(zhàn)仍然是頻譜保護(hù)。像GNSS一樣美妙而有價(jià)值的頻譜，它們對(duì)于其他應(yīng)用仍然具有價(jià)值，我們必須繼續(xù)加以保護(hù)。”

 

　　2. 完好性與精準(zhǔn)度（或者說(shuō)是確保完好性條件下的精準(zhǔn)度）

 

　　對(duì)完好性的要求也在不斷演變發(fā)展，特別是在對(duì)安全要求嚴(yán)格的環(huán)境中。隨著無(wú)人駕駛汽車的即將到來(lái)，這個(gè)術(shù)語(yǔ)現(xiàn)在可以擴(kuò)展到幾乎所有的高速公路和道路。有人可能會(huì)說(shuō)它還包括2米以上的所有空域，并有望在城市環(huán)境中由許多無(wú)人駕駛飛機(jī)實(shí)現(xiàn)派遣交付或執(zhí)行其他任務(wù)。波佐邦說(shuō)：“這是公共知識(shí)，所有SBAS和GBAS都在考慮實(shí)施對(duì)其數(shù)據(jù)進(jìn)行身份驗(yàn)證。系統(tǒng)之間的信任以及基于提供不同信息的系統(tǒng)的安全性至關(guān)重要的決策將是這一挑戰(zhàn)的一部分”。“我喜歡未來(lái)的技術(shù)構(gòu)想，該構(gòu)想可以在地球和太空中的任何地方提供1厘米值得信賴和有保證的定位數(shù)據(jù)。這將意味著1 cm的精度，其中所有安全信號(hào)的精度都可以估算出來(lái)，這需要高速率提供完好性，以及排除多徑的高可靠性”。“如何實(shí)現(xiàn)？您只需要所有系統(tǒng)都提供經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的可靠信號(hào)，一些良好的地面和空基增強(qiáng)功能，來(lái)提供有關(guān)可靠信號(hào)的經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的數(shù)據(jù)，一些良好的地面輔助功能，GNSS芯片上的安全軟件和硬件，對(duì)信號(hào)的優(yōu)化使用能夠跟蹤4個(gè)全球系統(tǒng)，4個(gè)SBAS，和3個(gè)頻率的空間服務(wù)體（SSV），意味著在一個(gè)接收機(jī)中支持近150個(gè)信道！”這是不是要的太多了嗎？精準(zhǔn)性這是一把雙刃劍。得到的越多，就越想要。然而，我們繼續(xù)利用不斷增長(zhǎng)的供應(yīng)。慕尼黑德國(guó)聯(lián)邦大學(xué)教授托馬斯·潘尼（Thomas Pany）說(shuō)：“ ION GNSS +上的幾場(chǎng)演講給我留下了特別深刻的印象，這些清楚地表明，當(dāng)今在城市環(huán)境中，采用復(fù)雜的載波相位算法和慣性輔助，高性價(jià)比技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)厘米到分米（cm-dm）級(jí)的高精度定位。在我看來(lái)，精密導(dǎo)航技術(shù)已準(zhǔn)備好進(jìn)入大眾市場(chǎng)”。“仍有許多技術(shù)方面需要研究和改進(jìn)。從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，它們是復(fù)雜的，因此，尋找專家進(jìn)行研究對(duì)每個(gè)組織都是一個(gè)挑戰(zhàn)。了解各種應(yīng)用（自主系統(tǒng)、無(wú)人機(jī)，和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)設(shè)備等），實(shí)際上將在什么時(shí)間范圍內(nèi)受益于精準(zhǔn)定位也是一個(gè)挑戰(zhàn)。”

 

　　3. 安全性

 

　　最后，是安全性。波佐邦說(shuō)：“我相信，未來(lái)最大的挑戰(zhàn)將是位置與時(shí)間的可信度，以及精準(zhǔn)性。”事實(shí)上，他已經(jīng)以此作為生命家園。“將其定義為信號(hào)源的確保，確保沒(méi)有人為干擾衛(wèi)星與接收機(jī)之間的信號(hào)路徑，確保執(zhí)行信號(hào)測(cè)量和位置估計(jì)的軟件值得信賴。”“這意味著必須對(duì)每個(gè)定位源都進(jìn)行身份驗(yàn)證，并且挑戰(zhàn)適用于四個(gè)全球系統(tǒng)、四個(gè)SBAS，和各種GBAS等。接收機(jī)軟件和硬件安全性方面的挑戰(zhàn)便擴(kuò)展到數(shù)十億套設(shè)備。”這些幫助可能來(lái)自意料之外的來(lái)源，即其他衛(wèi)星。“我看到的最令人興奮的事情是能夠從太空中檢測(cè)出欺騙”，潘尼回憶道。“結(jié)果不僅令人驚訝，而且還將對(duì)未來(lái)的GNSS頻段監(jiān)控產(chǎn)生影響。這項(xiàng)工作還表明，組合兩種已建立的技術(shù)，在這種情況下，用于無(wú)線電廣播和國(guó)際空間站的軟件接收機(jī)，有時(shí)會(huì)產(chǎn)生完全出乎意料之外的結(jié)果”。

 

　　4. 結(jié)論

 

　　一個(gè)主要挑戰(zhàn)仍然是：整合上述所有其他挑戰(zhàn)解決方案的努力。“目前的主要挑戰(zhàn)是結(jié)合不同社區(qū)的討論結(jié)果和要求。”波佐邦總結(jié)道。“例如，高精度工作組不會(huì)與具有抗干擾的高可用性工作組進(jìn)行迭代以防干擾，或者完好性工作組不會(huì)對(duì)身份驗(yàn)證工作組進(jìn)行迭代。SBAS是一個(gè)實(shí)際的示例：您是先認(rèn)證然后再應(yīng)用完好性和精準(zhǔn)性信息，還是先應(yīng)用完好性和精準(zhǔn)性信息，然后才知道您是否被欺騙了？同樣具有高可用性。我們已經(jīng)看到需要四個(gè)雙頻全球星座來(lái)提高可用性，但并沒(méi)有考慮到雙頻干擾器會(huì)損害所有系統(tǒng)。通過(guò)歷史悠久的科學(xué)探究形式進(jìn)行信息收集、展示和討論”。