· 文|首都師范大學(xué) 王洪民
北斗衛(wèi)星導(dǎo)航標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)的思考
· 文|首都師范大學(xué) 王洪民
GPS是目前國(guó)際上建成最早、最成熟、應(yīng)用最為廣泛的一個(gè)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。國(guó)內(nèi)有關(guān)衛(wèi)星導(dǎo)航定位方面發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)也主要是GPS衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的建成和投入使用,為我國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)的系統(tǒng)化提供了一個(gè)契機(jī)。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航標(biāo)準(zhǔn)體系的建設(shè),實(shí)質(zhì)上不僅要建立北斗導(dǎo)航衛(wèi)星的標(biāo)準(zhǔn)體系,同時(shí)也是對(duì)目前已經(jīng)形成的所有衛(wèi)星導(dǎo)航標(biāo)準(zhǔn)的全面梳理,以北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)為核心,建立國(guó)內(nèi)完善的衛(wèi)星導(dǎo)航標(biāo)準(zhǔn)體系。
國(guó)家和國(guó)內(nèi)各行業(yè)都很重視衛(wèi)星導(dǎo)航標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)。國(guó)家發(fā)改委于2003年11月批復(fù)了“衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)研究制定”專項(xiàng), 該專項(xiàng)由信息產(chǎn)業(yè)部牽頭, 聯(lián)合相關(guān)單位組織成立了專門工作組共同承擔(dān)研究與研制任務(wù)。
2007年7月,根據(jù) “北斗二號(hào)民用市場(chǎng)開(kāi)發(fā)與產(chǎn)業(yè)化”中有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)化項(xiàng)目的需要,國(guó)防科工委“衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用論證平臺(tái)”標(biāo)準(zhǔn)工作委員會(huì)成立, 負(fù)責(zé)專項(xiàng)中衛(wèi)星導(dǎo)航標(biāo)準(zhǔn)總體研究工作的開(kāi)展,并根據(jù)“民用產(chǎn)業(yè)化”項(xiàng)目的部署組織落實(shí)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的具體研制,切實(shí)有效地推動(dòng)了標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目的開(kāi)展, 進(jìn)一步加強(qiáng)了對(duì)標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目實(shí)施的協(xié)調(diào)監(jiān)督、評(píng)估審查。專項(xiàng)中的標(biāo)準(zhǔn)研制工作由中國(guó)航天標(biāo)準(zhǔn)化研究所歸口, 先期制標(biāo)項(xiàng)目均申請(qǐng)列入國(guó)標(biāo)計(jì)劃。
2010年12月,航天科技集團(tuán)公司專門成立中國(guó)航天標(biāo)準(zhǔn)化與產(chǎn)品保證研究院,履行航天標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)歸口、專業(yè)支撐、國(guó)際合作和產(chǎn)品保證專業(yè)技術(shù)支撐。
2014年4月,全國(guó)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)成立,由來(lái)自行業(yè)部門、企業(yè)單位、地方院校、監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)等單位的48名委員、7名觀察員和3名聯(lián)絡(luò)員組成,“兩彈一星”功勛科學(xué)家、北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)總設(shè)計(jì)師孫家棟院士任主任委員。
各行業(yè)也有不少標(biāo)準(zhǔn)化組織機(jī)構(gòu)在關(guān)注和積極參與制定衛(wèi)星導(dǎo)航在行業(yè)中應(yīng)用服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)。
截至2013年底,國(guó)內(nèi)涉及北斗衛(wèi)星導(dǎo)航的標(biāo)準(zhǔn)有:基礎(chǔ)類標(biāo)準(zhǔn)13項(xiàng),涉及導(dǎo)航術(shù)語(yǔ)、時(shí)空基準(zhǔn)和接口文件等;衛(wèi)星導(dǎo)航工程類標(biāo)準(zhǔn)涉及衛(wèi)星導(dǎo)航總體技術(shù)、導(dǎo)航衛(wèi)星有效載荷、地面運(yùn)控系統(tǒng)、測(cè)控系統(tǒng)、發(fā)射場(chǎng)系統(tǒng)等幾十項(xiàng);衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用類標(biāo)準(zhǔn)共125項(xiàng),涉及數(shù)據(jù)類標(biāo)準(zhǔn)、終端產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、應(yīng)用服務(wù)領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)、質(zhì)量與測(cè)試檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)等,行業(yè)涉及電子、交通、鐵道、民航、郵政、測(cè)繪等[1]。
中國(guó)涉及衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)和應(yīng)用有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)研究和制定工作長(zhǎng)期以來(lái)一直是以各應(yīng)用行業(yè)和領(lǐng)域自行制定為主,缺乏統(tǒng)一的規(guī)劃和組織管理,并且研究?jī)?nèi)容和制定的標(biāo)準(zhǔn)絕大多數(shù)集中于GPS應(yīng)用服務(wù)類標(biāo)準(zhǔn),這與以前長(zhǎng)期依賴使用GPS有著直接的關(guān)系,北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的建設(shè)為改變這一局面提供了根本上的支撐。
通過(guò)對(duì)目前國(guó)內(nèi)衛(wèi)星導(dǎo)航相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢索,國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)近40項(xiàng),行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(不包含國(guó)軍標(biāo))50余項(xiàng)。通過(guò)對(duì)這些標(biāo)準(zhǔn)的研究,可以發(fā)現(xiàn)國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀的幾個(gè)特點(diǎn):
(1)標(biāo)準(zhǔn)范圍廣泛、相對(duì)零散、距離標(biāo)準(zhǔn)體系尚有較大差距
長(zhǎng)期以來(lái)國(guó)內(nèi)各行業(yè)(例如航空、航天、工信部、交通部等國(guó)家部委和大型央企)從導(dǎo)航標(biāo)準(zhǔn)的自我內(nèi)部需求出發(fā),制定了諸多衛(wèi)星導(dǎo)航標(biāo)準(zhǔn),但由于缺乏頂層組織與規(guī)劃,造成了一些基礎(chǔ)性標(biāo)準(zhǔn)缺失,而應(yīng)用型服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)重復(fù)制定等現(xiàn)象,標(biāo)準(zhǔn)范圍廣,但相對(duì)零散,標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量也良莠不齊,難以協(xié)同。
(2)對(duì)GPS仍顯較重依賴,北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)體系尚有很大建設(shè)空間
基于GPS的成熟性,國(guó)內(nèi)各行業(yè)長(zhǎng)期使用GPS,衛(wèi)星導(dǎo)航標(biāo)準(zhǔn)研究和標(biāo)準(zhǔn)制定也大都集中于GPS應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn),對(duì)多導(dǎo)航系統(tǒng)的互操作性等標(biāo)準(zhǔn)研究和制定較少,也較少參與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的合作。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的建設(shè)為中國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航標(biāo)準(zhǔn)化工作提供了一個(gè)良好的契機(jī),北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)空間巨大。
(3)國(guó)內(nèi)GPS標(biāo)準(zhǔn)主要由基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)成,且以應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)為主
長(zhǎng)期以來(lái),國(guó)內(nèi)使用衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)一直受制于美國(guó)等擁有和控制著衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的國(guó)家,國(guó)內(nèi)衛(wèi)星導(dǎo)航標(biāo)準(zhǔn)的研究和制定也受此影響巨大,主要集中于GPS應(yīng)用服務(wù)類標(biāo)準(zhǔn)的制定。事實(shí)上,衛(wèi)星導(dǎo)航作為一個(gè)領(lǐng)域,標(biāo)準(zhǔn)體系的建設(shè)有著豐富的內(nèi)涵:基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)、工程標(biāo)準(zhǔn)、應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)等。
1.構(gòu)建原則
(1)堅(jiān)持核心知識(shí)產(chǎn)權(quán)和自主創(chuàng)新的原則
北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是中國(guó)自主研發(fā)擁有獨(dú)立控制權(quán)的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),是建立整個(gè)衛(wèi)星導(dǎo)航標(biāo)準(zhǔn)體系的基礎(chǔ)和核心。長(zhǎng)期以來(lái)中國(guó)的衛(wèi)星導(dǎo)航標(biāo)準(zhǔn)體系的建設(shè)、衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)的發(fā)展一直受制于人,北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的建設(shè)則為打破這一桎梏提供了根本性的支持。必須堅(jiān)持核心知識(shí)產(chǎn)權(quán)和自主創(chuàng)新的原則,在國(guó)家政策的扶持下,以市場(chǎng)需求為引導(dǎo),總結(jié)衛(wèi)星導(dǎo)航標(biāo)準(zhǔn)多年來(lái)發(fā)展的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn),自主創(chuàng)新,以北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)為核心,建成GNSS衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用的新標(biāo)準(zhǔn)體系。
(2)堅(jiān)持開(kāi)放兼容和國(guó)際接軌的原則
為建設(shè)科學(xué)有效的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航標(biāo)準(zhǔn)體系,必須充分利用國(guó)內(nèi)外有效標(biāo)準(zhǔn)資源,充分采用整合、繼承和發(fā)展現(xiàn)有的符合實(shí)際應(yīng)用的現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn),從技術(shù)上以北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)為核心,兼容GPS、GLONASS和GALILEO衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),真正站在GNSS的高度建成開(kāi)放兼容的標(biāo)準(zhǔn)體系,與國(guó)際接軌,參與國(guó)際合作和競(jìng)爭(zhēng)。
(3)堅(jiān)持科學(xué)和系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)原則
標(biāo)準(zhǔn)體系的建設(shè)是一個(gè)科學(xué)問(wèn)題,必須堅(jiān)持科學(xué)和系統(tǒng)的態(tài)度和方法來(lái)建設(shè)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航標(biāo)準(zhǔn)體系。在技術(shù)層面,應(yīng)保證各類標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)配套,本著先基礎(chǔ)后其他、先綜合后專業(yè)、先通用后專用、使標(biāo)準(zhǔn)體系形成一個(gè)有機(jī)整體。在管理層面,北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化工程建設(shè)是一個(gè)系統(tǒng)工程,涉及衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)研制建設(shè)單位、運(yùn)行維護(hù)單位、各行業(yè)應(yīng)用部門、標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu)等,為保證標(biāo)準(zhǔn)化工程建設(shè)有效順利進(jìn)行,需要在技術(shù)、管理決策、應(yīng)用等方面統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)統(tǒng)一協(xié)調(diào),明確任務(wù)分工,發(fā)揮整體優(yōu)勢(shì),運(yùn)用系統(tǒng)工程的方法,確保建設(shè)工作有序完成。全國(guó)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)就將起到頂層領(lǐng)導(dǎo)和管理協(xié)調(diào)的作用。其工作范圍主要包括北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)管理、建設(shè)、運(yùn)行、應(yīng)用、服務(wù)等技術(shù)領(lǐng)域的國(guó)家和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化工作,負(fù)責(zé)制、修訂北斗系統(tǒng)相關(guān)的基礎(chǔ)、工程建設(shè)、運(yùn)行維護(hù)、應(yīng)用等國(guó)家和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。
2.標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)構(gòu)想

圖1 美國(guó)發(fā)布的GPS標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)

圖2 中國(guó)發(fā)布的GPS標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)
(1)標(biāo)準(zhǔn)分類方法
我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)體系經(jīng)過(guò)不斷完善,已經(jīng)涵蓋了國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)行業(yè),在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化工作中發(fā)揮頂層指導(dǎo)作用。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)體系的主要層次是按照國(guó)民經(jīng)濟(jì)的行業(yè)分類來(lái)劃分的,在每個(gè)行業(yè)的分支中,標(biāo)準(zhǔn)可以按照層次分為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、協(xié)會(huì)/行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn);按照標(biāo)準(zhǔn)的形式可以分為標(biāo)準(zhǔn)、指導(dǎo)性技術(shù)文件和工業(yè)技術(shù)協(xié)議;按照標(biāo)準(zhǔn)的類型可以分為基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)、方法標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、工程標(biāo)準(zhǔn)、服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)、管理標(biāo)準(zhǔn)、安全標(biāo)準(zhǔn)、衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)、環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)、工作標(biāo)準(zhǔn)等, 共同構(gòu)成一個(gè)全方位立體化的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系,每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)在這個(gè)體系中都有這四個(gè)坐標(biāo)。衛(wèi)星導(dǎo)航標(biāo)準(zhǔn)體系的構(gòu)建可以按照我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)分類方法構(gòu)建,選取適用的分類項(xiàng)目構(gòu)建北斗衛(wèi)星導(dǎo)航標(biāo)準(zhǔn)體系。
(2)參考GPS標(biāo)準(zhǔn)體系構(gòu)建北斗衛(wèi)星導(dǎo)航標(biāo)準(zhǔn)體系
目前美國(guó)的GPS標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)和建設(shè)內(nèi)容相對(duì)成熟,北斗衛(wèi)星導(dǎo)航標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)可以參考借鑒。通過(guò)對(duì)美國(guó)發(fā)布的GPS標(biāo)準(zhǔn)和中國(guó)發(fā)布的GPS標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分析歸納,形成中國(guó)的GPS體系結(jié)構(gòu)圖和標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容圖[2](圖1-圖4所示 )。
北斗衛(wèi)星導(dǎo)航標(biāo)準(zhǔn)體系吸收美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)體系的優(yōu)點(diǎn),在中國(guó)GPS系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)體系的基礎(chǔ)上按照中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)體系要求進(jìn)行詳細(xì)規(guī)劃建設(shè)。例如,北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)考慮增強(qiáng)工程標(biāo)準(zhǔn)的建設(shè)、增強(qiáng)基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)的建設(shè)、應(yīng)用服務(wù)中增強(qiáng)性能服務(wù)類標(biāo)準(zhǔn)的建設(shè)。
(3)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航標(biāo)準(zhǔn)體系建議
按照中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)分類法,選取適用于北斗衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)體系的6類(基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)、工程標(biāo)準(zhǔn)、方法標(biāo)準(zhǔn)和管理標(biāo)準(zhǔn))作為標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容的基本分類,建立如圖5所示的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航標(biāo)準(zhǔn)體系基本框架圖。
基礎(chǔ)類標(biāo)準(zhǔn)主要指術(shù)語(yǔ)定義、時(shí)間系統(tǒng)、空間坐標(biāo)系以及接口控制規(guī)范等基礎(chǔ)信息標(biāo)準(zhǔn),如圖6所示。在目前我國(guó)制定的GPS標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)中,基礎(chǔ)類標(biāo)準(zhǔn)一般歸類為通用基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)。目前北斗衛(wèi)星導(dǎo)航標(biāo)準(zhǔn)中重要的時(shí)空坐標(biāo)及接口控制規(guī)范(ICD)都已開(kāi)放發(fā)布,基礎(chǔ)類標(biāo)準(zhǔn)在不斷完善發(fā)展中。

圖3 美國(guó)發(fā)布的GPS系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)體系內(nèi)容

圖4 中國(guó)發(fā)布的GPS系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)體系內(nèi)容

圖5 北斗衛(wèi)星導(dǎo)航標(biāo)準(zhǔn)體系基本框架圖

圖6 基礎(chǔ)類標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)成構(gòu)想
產(chǎn)品類標(biāo)準(zhǔn)主要指有關(guān)終端產(chǎn)品、核心模塊、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)產(chǎn)品、軟件產(chǎn)品等產(chǎn)品相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn),如圖7所示。

圖7 產(chǎn)品類標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)成構(gòu)想
服務(wù)類產(chǎn)品主要指基礎(chǔ)服務(wù)、增強(qiáng)服務(wù)、精密數(shù)據(jù)服務(wù)、性能服務(wù)規(guī)范、運(yùn)營(yíng)服務(wù)等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),如圖8所示。其中性能服務(wù)規(guī)范也可以歸類到基礎(chǔ)類標(biāo)準(zhǔn)。

圖8 服務(wù)類標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)成構(gòu)想
工程類標(biāo)準(zhǔn)主要從工程建設(shè)的角度制定標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,主要包括產(chǎn)品保證、工程管理和工程技術(shù)等方面的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,如圖9所示。

圖9 工程類標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)成構(gòu)想
方法類標(biāo)準(zhǔn)主要針對(duì)產(chǎn)品測(cè)試檢定、試驗(yàn)等方法制定標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,如圖10所示。

圖10 方法類標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)成構(gòu)想
管理類標(biāo)準(zhǔn)主要指除去北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)工程管理之外的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航相關(guān)的管理方面的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,如北斗衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)品和服務(wù)的行業(yè)準(zhǔn)入管理規(guī)范等,如圖11所示。

圖11 管理類標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)成構(gòu)想
以上從6個(gè)分類概要描述了北斗衛(wèi)星導(dǎo)航標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)成的構(gòu)想,每類中內(nèi)容仍有待專業(yè)委員會(huì)補(bǔ)充和完善。
本文對(duì)我國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用現(xiàn)狀和衛(wèi)星導(dǎo)航標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀進(jìn)行了分析,提出了北斗衛(wèi)星導(dǎo)航標(biāo)準(zhǔn)體系構(gòu)建原則,并借鑒國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)體系分類方法提出了北斗衛(wèi)星導(dǎo)航標(biāo)準(zhǔn)體系的基本構(gòu)想。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程,其基本體系框架的建設(shè)也需要廣泛和深入調(diào)查各行業(yè)、各部門的應(yīng)用需求,從系統(tǒng)的角度統(tǒng)一協(xié)商一致,才能使得標(biāo)準(zhǔn)體系真正有效地為社會(huì)所采用。
[1]陳飚.全國(guó)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)在京成立[N/OL].北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),2014-04-28[2014-06-05].http:www.beidou.gov.cn/2014/04/28/20140 428bfdf2e7d77e499b89a5165a23ded6c3.html.
[2]朱筱虹,徐瑞,許昭霞,等. GPS標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀及體系分析[J]. 無(wú)線電工程, 2012,42(8):28-31.