为拓展学院教师和学生的视野，提升师生学术素养，2024年12月4日下午，北斗学院邀请武汉大学卫星导航定位技术研究中心教授叶世榕举行了题为“北斗时空位置服务”的学术讲座。北斗学院田茂院长和全体教师，以及2023、2024级导航、通信工程专业学生聆听了本次讲座。报告从北斗导航系统建设发展、北斗系统位置服务优势、以及北斗系统时空位置服务与应用等方面进行了阐述。

一、北斗导航系统建设发展

卫星导航系统，特别是 GPS卫星全球定位系统的问世，给无线电导航注入了强劲的生命活力，开创了无线电导航定位的新时代。卫星导航不仅带来了无线电导航一场深刻的技术革命，而且为大地测量学、地球动力学、地球物理学、天体力学、载人航天学、全球海洋学和全球气象学提供了一种高精度和全天候的测量新技术。

20 世纪后期，中国开始探索自主可控的卫星导航系统发展道路，逐步形成了三步走发展战略： 2000年年底，建成北斗卫星导航试验系统即北斗一号，向中国区域提供服务；2012 年年底，建成北斗二号区域系统，向亚太地区提供服务； 2020 年7月31日，建成北斗三号全球系统，向全球提供服务。2035年前还将建设完善更加泛在、更加融合、更加智能的综合时空体系。北斗三号系统由3颗地球静止轨道（geostationary Earth orbit, GEO）卫星、3颗倾斜地球同步轨道（inclined geosynchronous orbits, IGSO）卫星和24颗中圆地球轨道（medium Earth orbit，MEO）卫星组成。北斗三号卫星导航系统具有七大服务功能。第一是定位导航授时服务；第二是全球短报文服务；第三是国际搜救服务；第四是区域短报文服务；第五是精密单点定位服务；第六是星基增强服务；第七是地基增强服务。

二、北斗位置服务优势

北斗从自身实际出发，因应世界卫星导航发展趋势，从星座构型、技术体制、服务功能等方面创新系统设计，攻克混合星座、星间链路、信号体制设计等多项核心关键技术，在全球范围实现一流能力。首创中高轨混合异构星座，高轨卫星单星覆盖区域大、抗遮挡能力强，中轨卫星星座全球运行、全球覆盖，是实现全球服务的核心，各轨道卫星优势互补，既能实现全球覆盖，又能加强区域能力。首次通过星间链路实现卫星与卫星之间、卫星与地面之间一体化组网运行，实现星间高精度测量和数据传输，基于国内布站条件提供全球运行服务。突破调制方式、多路复用、信道编码等关键技术，率先实现全星座三频服务，实现导航定位功能与通信数传功能、基本导航信息与差分增强信息的融合设计，信号测距精度、抗干扰和抗多径等性能达到世界一流水平，实现与其他卫星导航系统的兼容共用并支持多样化特色服务。

与美国GPS相比，我国北斗系统有三大优势。第一，北斗三代保留了北斗一代的通信功能，提供短报文服务，一次可传送多达1000个汉字。第二，北斗采用B1/B2/B3共3个频率调制信号和星基PPP（精密单点定位）技术，对于厘米级以上的高精度导航定位具有重要意义。第三，北斗采用了高轨同步卫星、中轨卫星和倾斜轨道卫星相结合的轨道方案，对于亚太低纬地区和高纬地区的定位均比GPS有优势。

三、北斗时空位置服务应用

北斗卫星导航系统已经实现了从区域性到全球性的覆盖，无论是偏远地区还是海洋上空，北斗系统都能提供稳定的服务。在经济全球化的今天北斗的全球覆盖能力在航空航海、国际贸易等领域具有无可替代的重要性。例如：在航运业，北斗系统可以实时监控船只的位置，大大提升了海上交通的安全性和效率。北斗系统具备极高的定位精度，在民用和军用领域都有着广泛的应用，其定位精度在一些特定的应用场景下甚至超过了GPS，这使得北斗成为无人驾驶、智能交通等前沿科技的核心基础设施。此外北斗还支持厘米级精度的实时动态定位，为测绘、国土等领域提供精准数据。北斗还广泛渗透到交通、农业、气象等行业。例如农用无人机通过北斗系统的精准定位，可以实现自动化耕作，极大提高生产效率。北斗系统与这些产业的深度融合，推动了相关行业的发展，增强了我国在这些领域的国际竞争力。北斗通过与人工智能、大数据、云计算、5G通信等新技术的融合，其应用范围从导航定位延伸到了工业互联网、物联网、车联网等新兴应用领域，北斗能让万物更互联。在万物互联时代，北斗位置服务应用只受限于想象力。

四、总结与思考

讲座最后，老师和同学们就讲座内容进行了互动，叶教授耐心解答，并建议同学们积极探索新领域、新方向。叶教授对通信、导航专业的同学们寄予厚望，鼓励同学们勇于创新，拓展北斗位置服务新应用。通过本次讲座，老师和同学们对北斗时空位置服务有了初步的认识，对北斗时空位置服务应用产生了浓厚的兴趣。此次讲座激发了学生的学习兴趣和热情，也为相关老师在科研方向上扩大了视野，拓宽了研究方向和思路。