四川省金属学会-亚博电竞网

  part.1

  北斗还不够吗，pnt又是啥？

  2020年7月31日，北斗全球卫星导航系统（即北斗三号）正式开通服务，标志着我国已建成具有完全自主可控能力的时空基准设施。

  北斗卫星导航系统虽然功能强大，但与其他卫星导航系统（如美国的gps）一样，北斗也不可避免地存在无线电信号落地功率微弱、在室内及水下空间不适用等问题，这就不能完全满足各类用户对时空信息的需求，做不到全方位覆盖提供时空信息服务，因此pnt（导航、定位、授时）体系的理念应运而生。

  pnt是定位（positing）、导航(navigating)、授时(timing)体系的简称，是一个涉及陆海空天一体化的庞大体系工程，全球卫星导航系统是其主要组成部分，pnt体系同时也是全球卫星导航系统的进一步完善与深化。

  pnt是一个多技术手段融合的体系工程，其概念在2004年美国颁布的《美国国家天基定位、导航与授时政策》报告中首次提出，该报告详细描述了时空基准服务的重要性，分析了gps存在的问题，并且该报告将pnt上升至国家战略的地位。至此，在美国官方中pnt的概念就取代了gps。

  根据相关报道，我国当前也在加快推进以北斗系统为核心的国家综合pnt体系建设工作。我国的目标是提供一个安全可靠、性能更优、无处不在、无时不有的时空基础设施，pnt体系的建设能显著提升国家时空信息服务能力，为全球用户提供更为优质的服务，真正做到“中国的北斗，世界的北斗”。

图1 美国pnt体系结构设计

（图片来源：美国pnt发展报告）

图2 美国pnt体系结构范围

（图片来源：作者自制）

  part.2

  pnt体系的360°无死角守护

  北斗卫星导航系统建成以来，几乎每天都在给大众提供时空信息服务。事实上，人类的生产生活几乎每天都在与时间和空间的信息打交道。相关研究统计表明，人类的信息交互有近八成是与pnt（导航、定位、授时）相关。

  例如，我们日常生活中使用的某些地图app，其中的导航功能就是卫星导航系统（北斗或gps）提供的服务；微信开启位置共享用到了卫星导航系统的定位服务；共享单车停靠也用到了定位的服务功能；电力行业、金融行业要求全网系统时间同步，用到了北斗的精密授时功能。

  除了柴米油盐的日常生活以外，人类追寻星辰大海的脚步也不曾停歇。未来人类的活动范围也许不仅限于陆地，蔚蓝的深海、浩瀚的深空都是人类探寻的目标。同时，随着应用的多样化，用户在各种复杂环境下对时空信息的精度和可靠性要求也越来越高，卫星导航系统的短板就开始显现，针对卫星导航系统不能完成的任务，需要大力开展相关探索，这也是pnt体系研究的出发点。

  横向无缝覆盖室内、纵向拓展到水下及深空，且能在复杂环境下提供高精度、连续稳定的时空信息服务就是pnt体系最大的特色。

  pnt体系综合了天基、空基、陆基以及其他各类导航资源，形成了陆、空、天、水下、室内外一体全域覆盖的高精度时空统一服务体系。pnt体系依靠多种信息技术为支撑，担负起国家时空基准建立、维持、传递；时空信息播发与获取；定位、导航、授时服务任务的国家信息基础设施，更是一项国之重器！

图3 pnt总体架构示意图

（图片来源：作者自制）

  part.3

  未来已来，巡天遁地入海不是梦

  今天的中国已经取得了神舟载人飞天、嫦娥探月、蛟龙潜海的辉煌成就。无论是上天还是入海，我国都期望对未知的探索走得更深、更远、更稳健。知道目的地，更能知道来时的路，pnt能够为我们一路指引方向。

  我国已经开始提出建设下一代国家综合pnt体系的战略构想，并开展了国家综合pnt体系论证工作。

  那么，pnt体系涉及哪些关键技术呢？

  首先，北斗卫星导航系统作为国家自主建设的全球系统，无疑是我国pnt体系的基石和主体。同时，还需发展诸如脉冲星导航在内的深空导航技术、低轨卫星增强技术、室内定位技术、地基/空基增强技术。水下部分还需声呐、重力匹配、惯导等技术的加持。有了以上技术的支撑，以组合、融合、网络化的方法就能构建满足地面、水下，甚至深空的导航定位授时服务。

图4 北斗卫星导航系统

（图片来源：北斗卫星导航系统亚博电竞网官网）

  如今，我国的北斗系统已经解决了室外导航定位服务问题，未来构建综合pnt体系，将无缝覆盖室内外导航定位服务，真正实现陆海空天地一体化的时空信息服务，上天入海，皆有pnt为您保驾护航。

  参考文献:

  [1]谢军, 刘庆军, 边朗. 基于北斗系统的国家综合定位导航授时(pnt)体系发展设想[j]. 空间电子技术, 2017, 14(5):6.

  [2]杨元喜. 综合pnt体系及其关键技术[j]. 测绘学报, 2016(5):6.

  [3]追求极致 专访北斗卫星导航系统工程副总设计师冉承其 中国纪检监查报 2020.8.1

  出品：科普中国

  作者：陈威屹

  监制：中国科普博览

  文章仅代表作者观点，不代表中国科普博览立场

  本文首发于中国科普博览（kepubolan)

  转载请注明公众号出处

亚博电竞网的版权与免责声明
【1】本网站凡注明“学会秘书处”的所有作品，亚博电竞网的版权均属于四川省金属学会所有，未经书面授权，任何媒体、网站或个人不得转载、摘编或利用其它方式使用上述作品。已经本网站协议授权的媒体或网站，应在授权范围内使用上述作品，并注明“来源：四川省金属学会”。违者本网站将追究其相关法律责任。
【2】本网站凡注明“来源：xxx（非学会秘书处）”的作品，均转载自其它媒体，登载此作品出于传递更多信息之目的，不代表学会观点或证实其描述，不对其真实性负责。作品内容仅供参考，如转载稿件涉及亚博电竞网的版权等问题，请在两周内来电或来函与四川省金属学会联系。