衛星導航與定位技術(shù)學(xué)科發(fā)展研究論文

　　一、引言

　　衛星導航與定位技術(shù)是利用各種用戶(hù)終端接收由衛星導航定位系統播發(fā)的、并沿著(zhù)視線(xiàn)方向傳送的信號，對目標進(jìn)行導航、定位和授時(shí)。將衛星導航與定位技術(shù)與傳統的導航定位技術(shù)相比較可知，衛星導航與定位技術(shù)具有高時(shí)空分辨率、全天候、連續地提供導航、定位和定時(shí)的特點(diǎn)。經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，衛星導航與定位技術(shù)取得了巨大的進(jìn)步，已經(jīng)成為當今世界高技術(shù)群中對現代社會(huì )最具影響力的技術(shù)之一，并且已然滲透到國民經(jīng)濟的各個(gè)領(lǐng)域，應用于海上艦船、陸地車(chē)輛、航空與航天飛行器的導航，以及大地測量、石油勘探、精細農業(yè)、精密時(shí)間傳遞、地球與大氣科學(xué)研究以及移動(dòng)通信等多領(lǐng)域。未來(lái)衛星導航與定位技術(shù)將進(jìn)入以保障地球系統環(huán)境安全、發(fā)展戰略性新興空間信息產(chǎn)業(yè)、探索地球系統的新階段。

　　衛星導航與定位技術(shù)是事關(guān)國民經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展、國家科技進(jìn)步、國家安全等方面的綜合技術(shù)領(lǐng)域，是國家科技實(shí)力與競爭力的重要標志之一。世界主要軍事大國以及經(jīng)濟體都競相發(fā)展獨立自主的全球衛星導航系統(Global Navigation Satellite System，GNSS)，包括：美國的GPS(Global Positioning System)、俄羅斯的GLONASS (Global Navigation Satellite System)，歐盟的GALILEO(Galileo Navigation Satellite System)以及中國的北斗衛星導航系統BDS(BeiDou NavigationSatellite System)。

　　當前，衛星導航與定位技術(shù)正在從單一的GPS時(shí)代轉變?yōu)槎嘈亲�并存兼容的GNSS新時(shí)代，衛星導航體系全球化和增強多�；�;從以衛星導航為應用主體轉變?yōu)镻NT(定位、導航、授時(shí))移動(dòng)通信和Internet等信息載體融合的新階段。BDS的逐步建成為我國衛星導航與定位技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展提供了良好契機。我國應該抓住這一機遇，大力推進(jìn)衛星導航與定位學(xué)科的進(jìn)一步發(fā)展，為培養大量高精尖專(zhuān)業(yè)技術(shù)人才，爭奪衛星導航與定位的國際市場(chǎng)奠定良好基礎。本文旨在調研國內外衛星導航與定位技術(shù)學(xué)科的發(fā)展現狀，對國內外最具代表性的高校和研究機構進(jìn)行了對比分析，為我國衛星導航與定位技術(shù)學(xué)科的發(fā)展提出若干建議。

　　二、衛星導航與定位技術(shù)學(xué)科發(fā)展

　　目前，國內研究衛星導航與定位技術(shù)的高校和機構主要包括：武漢大學(xué)、同濟大學(xué)、中南大學(xué)、河海大學(xué)、山東科技大學(xué)、長(cháng)安大學(xué)、上海天文臺、中國測繪科學(xué)研究院和中國科學(xué)院測量與地球物理研究所等。本文以武漢大學(xué)作為國內衛星導航與定位學(xué)科的研究代表。武漢大學(xué)衛星導航定位技術(shù)研究中心始建于1998年，以建設世界一流學(xué)科為目標，經(jīng)過(guò)十余年的努力，在衛星導航及相關(guān)領(lǐng)域開(kāi)展了廣泛深入的研究，為我國自主衛星導航系統的新技術(shù)、新方法和新應用的發(fā)展做出了巨大貢獻。

　　目前已建成亞洲唯一的國際IGS分析中心、國際IGS數據中心，全球連續監測評估系統(IGMAS)數據中心以及武漢大學(xué)北斗試驗跟蹤網(wǎng)。發(fā)表高水平SCI論文數量也與日俱增，包括《Journal of GeophysicalResearch》、《Journal of Geodesy》和《GPS Solution》等。每年培養衛星導航與定位的碩士研究生、博士研究生達到兩百余人。為了實(shí)現世界一流學(xué)科建設的目標，需要以世界領(lǐng)先學(xué)科為標桿，通過(guò)與世界領(lǐng)先學(xué)科的對比與分析，找出本學(xué)科發(fā)展的優(yōu)勢和不足，明確發(fā)展定位。為此，我們深入調研了澳大利亞新南威爾士大學(xué)和美國麻省理工學(xué)院的測繪學(xué)科的發(fā)展動(dòng)態(tài)，從人才培養、隊伍建設、科學(xué)研究、國際交流、社會(huì )服務(wù)幾個(gè)方面進(jìn)行了全方位的對比分析。

　　(一)澳大利亞新南威爾士大學(xué)

　　澳大利亞新南威爾士大學(xué)(UNSW)測量與空間信息工程系成立于1960年，隸屬于土木與環(huán)境工程學(xué)院，該學(xué)院在2012-2014年QS世界大學(xué)學(xué)科排名中位列前20。測量與空間信息工程系是世界一流的大地測量與衛星導航研究團隊，是澳大利亞排名第一的地球觀(guān)測研究機構。測量與空間信息工程系以GNSS衛星導航定位為主要研究方向，在衛星導航接收機設計和信號處理算法、組合導航、室內導航、遙感技術(shù)及應用等領(lǐng)域具有雄厚的實(shí)力。主要的研究方向包括：多GNSS系統導航定位、衛星接收機設計和信號處理算法、多傳感器融合算法及應用、室內定位、大地測量參考框架、遙感技術(shù)與應用以及激光雷達測量等。該系現有1名教授，3名副教授和4名高級講師，其中Rizos教授在2011年當選為國際大地測量學(xué)會(huì )(IAG)主席。為大地測量研究以及應用領(lǐng)域培養了大量?jì)?yōu)秀的人才，現有在讀博士研究生33名。該系自1960年成立之日起，便與美國、德國、英國等著(zhù)名大學(xué)、研究機構和產(chǎn)業(yè)部門(mén)建立了長(cháng)期的、廣泛的國際合作關(guān)系。2010年以來(lái)，共發(fā)表論文450余篇，其中SCI論文近200篇。培養了許多優(yōu)秀的博士和碩士畢業(yè)生，獲得了許多學(xué)生獎，同時(shí)畢業(yè)生受到用人單位的一致好評。導航定位領(lǐng)域的畢業(yè)生中，許多已經(jīng)成為澳大利亞最多產(chǎn)、最有創(chuàng )新能力和最有影響力的研究人員。

　　(二)美國麻省理工學(xué)院(MIT)

　　美國麻省理工學(xué)院(MIT)大地測量與地球動(dòng)力學(xué)系隸屬于地球、大氣和行星科學(xué)學(xué)院，該學(xué)院在地質(zhì)、地球物理等領(lǐng)域有百余年的悠久歷史。該系主要研究方向包括：衛星精密定位定軌理論、方法和軟件、地殼形變監測、激光測高、地球內部構造等�，F有研究和教學(xué)人員10人，為大地測量領(lǐng)域培養了大批優(yōu)秀人才，很多已經(jīng)成為了本學(xué)術(shù)領(lǐng)域的領(lǐng)軍人物。大地測量與地球動(dòng)力學(xué)系是世界著(zhù)名GNSS高精度數據處理軟件GAMIT的主要研發(fā)機構，過(guò)去二十余年GAMIT軟件在衛星精密定軌定位、地殼形變監測、地球環(huán)境變化等領(lǐng)域得到了廣泛的應用，并取得了大量的成果。上世紀90年代，以該系為依托建立了IGS分析中心(MIT)，為IGS提供精密的GNSS產(chǎn)品，其產(chǎn)品質(zhì)量長(cháng)期位列各分析中心前茅，為推動(dòng)GNSS技術(shù)在精密導航定位領(lǐng)域的應用做出了突出貢獻。美國麻省理工學(xué)院的在GNSS數據分析方面研究處于世界領(lǐng)先水平。

　　與上述兩個(gè)研究機構相對比可知，武漢大學(xué)在衛星導航定位研究方向方面，相對全面;在研究的深度方面，與澳大利亞新南威爾士大學(xué)水平相當，與美國麻省理工學(xué)院相比還有一些距離;從辦學(xué)規模來(lái)看，武漢大學(xué)優(yōu)勢明顯。因此，應該在需要鞏固現有成績(jì)的基礎上，進(jìn)一步提升國際影響力，建成具有世界一流水平的衛星導航定位技術(shù)的研發(fā)與創(chuàng )新平臺。需要提高的方面包括如下四點(diǎn)：增加高端論文發(fā)表數量與質(zhì)量，尤其是SCI檢索論文;加強國際間的交流和合作，爭取舉辦有影響力的大型國際會(huì )議;擴寬人才培養和就業(yè)渠道，為國際大地測量界輸出更多高層次的優(yōu)秀人才;增加國際學(xué)術(shù)機構和國際學(xué)術(shù)期刊的任職，掌握國際話(huà)語(yǔ)權。

　　三、結語(yǔ)

　　近二十年來(lái)，我國在衛星導航與定位學(xué)科取得了巨大的發(fā)展，一大批高校及研究設立了與該學(xué)科相關(guān)的一級博士點(diǎn)，培養了大批優(yōu)秀的專(zhuān)業(yè)人才。但與國外著(zhù)名高校和研究機構相比，在學(xué)科發(fā)展的深度和廣度方面還存在著(zhù)一定的差距。我國應緊抓北斗衛星導航系統建設的良好機遇，建設世界一流的衛星導航與定位學(xué)科。

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