金天: 研制中国自己的导航软件平台

对于定位系统，我们并不陌生，当你在不熟悉的环境中迷失方向、不知出路时，它会为你解答困境。我们都知道，天上卫星的多少和分布格局对于定位的准确性至关重要，可其实地面接收机的高性能同样不可或缺。目前传统的接收机是以硬件为基础，但北京航空航天大学电子信息工程学院副教授金天所在的团队告诉我们，软件接收机的研发也是未来的方向之一。

由于卫星发送的导航定位信号，是一种可供无数用户共享的信息资源，因此，对于陆地、海洋和空间的广大用户来说，只要拥有能够接收、跟踪、变换和测量定位卫星信号的接收设备，就可以在任何时候用对应的信号进行导航定位测量。

目前全球已经形成了包括美国GPS、欧盟“伽利略”、俄罗斯“格洛纳斯”以及中国“北斗”在内的四大定位系统。除了传统的军用领域，近些年来，定位系统在城市交通、导航、气象、土地测量测绘以及现代化建设等各个领域都发挥了重要的作用，这同时也意味着对定位系统的性能要求越来越高，但是传统的以硬件为主的接收机却越来越不适应新局面的发展。

就拿发展最为成熟的GPS接收机来说，随着通信技术的迅猛发展，一方面，适用于新一代GPS卫星的接收机与现有的接收机是不兼容的，用户向下一代接收机的过渡将面临很大的升级费用；另一方面，接受不同卫星系统信号的接收机之间也存在一个兼容的问题，这些问题对于传统的以硬件实现为主的GPS接收机都是难以解决的。

因此，金天所在的团队致力于研发一种软件接收机，它是可二次开发的平台，这种可以编程的无线电技术能在不改变硬件的情况下，通过加载不同的应用程序，来改进和增强接收机的性能。

“譬如要做一个新手机，如果直接做硬件会有很大的风险，我们的做法是先搭建一个软件平台，提供整套的模拟验证，对了以后再做硬件，这样风险就会小很多。”金天说，“软件还可以实现重现处理功能。比如你开车做了一次实验，发现导航不正确，这时不可能再开车重现当时场景，但是软件接收机能够记录提供这种数据的采集、回放，并且将导航信号实时处理。”

在金天看来，软件接收机更灵活，不可控因素少，研发周期短，成本低，对于提高我国在卫星导航领域的技术水平，促进我国卫星导航接收机的产业化发展具有重要意义。

2007年在北京航空航天大学电子工程系教授丁子明等一些通信老前辈的指导下，北航就开发了12通道的GPS实时软件接收机，现在接收的信号还扩展到了北斗系统，研究成果在航天科技集团公司、航天科工集团公司、北京邮电大学等十余家高校和科研机构使用。不久前，最新的软件接收机还出口到了南阳理工大学。

在长期研发接收机的过程中，金天感觉我国导航与位置服务的核心技术还不够完备，需要更多力量的投入。“希望有一天能赶上美国，他们已经做了40多年了，但我相信这个差距会越来越小。”金天说，“关键还是要有人做，做的人多了才会越来越好，因为总有人会深入下去。”