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        自主射頻和基帶芯片獲突破 北斗三號系統2020年全面建成精度有望達到厘米級

        2019-05-28 來源:第一財經\ 澎湃新聞 字號:

        5月22日,第十屆中國衛星導航年會在北京召開。中國衛星導航系統委員會主席王兆耀透露,今年我國將發射6至8顆北斗三號導航衛星,不斷提升系統性能;2020年,建成世界一流的衛星導航系統(即北斗三號系統),提供更優質的服務;2035年,建成以北斗為核心,更加泛在、更加融合、更加智能的綜合定位導航授時(PNT)體系。

        北斗衛星導航系統是中國著眼于國家安全和經濟社會發展需要,自主建設、獨立運行的衛星導航系統,是為全球用戶提供全天候、全天時、高精度的定位、導航和授時服務的國家重要空間基礎設施。

        北京時間5月17日23時48分,從大涼山深處的西昌衛星發射中心起飛,長征三號丙運載火箭成功發射中國北斗衛星導航系統第45顆衛星。

        北斗三號系統2020年全面建成

        導航技術也是面向未來的關鍵核心技術。長期以來,美國的GPS(全球定位系統)牢牢掌控了全球導航定位市場,但是近期發生的中美貿易爭端讓人們越來越認清發展自主核心技術的必要性。

        早在上世紀90年代,中國就開始尋求替代GPS導航的方案,著手打造北斗衛星導航系統。今天,北斗系統這一最初的“備胎”終于發展到“想轉正就轉正”的階段了。

        王兆耀指出:“10年來,全球衛星導航事業蓬勃發展,從GPS和格洛納斯(GLONASS)兩大全球系統,發展到今天的GPS、格洛納斯、北斗、伽利略四大全球系統。全球在軌運行的導航衛星數量也從40余顆增加到百余顆。”

        今年4月26日,第44顆北斗衛星成功進入工作軌道,開始與北斗全球導航組網星座一起,為我國和周邊地區以及“一帶一路”地區提供高精度全球導航服務。目前,國產北斗產品輸出80多個國家和地區,覆蓋了50多個國家、30多億人口,是中國技術出口的典范。

        據中國衛星導航系統管理辦公室主任冉承其介紹稱,從2017年11月5日至2018年11月19日,中國用1年時間完成了北斗三號系統“10箭19星”的超高密度發射,創造了世界航天史上的奇跡。

        冉承其表示,除了今年將發射6至8顆北斗三號衛星外,明年計劃將發射2至4顆北斗三號衛星,至2020年底全面完成北斗三號系統建設,屆時將實現全球短報文通信、國際搜救等服務能力,持續為全球用戶提供更好的服務。

        據悉,目前我國正在推動區域短報文服務平臺,促進短報文與移動通信的融合,進一步發揮北斗系統的優勢。

        自研射頻和基帶芯片取得全面突破

        中國在航空航天領域涌現出大量的初創公司對標美國企業,而隨著北斗導航系統的部署完成,更將影響在中國開展業務的全球的手機制造商、汽車制造商和飛機制造商。

        統計數據顯示,截至2018年年底,中國衛星導航專利申請累計總量已突破6萬件,位于全球首位。2018年度專利公開量達到12684件,再次突破新高。

        中國衛星導航系統管理辦公室主任冉承其5月22日在第十屆中國衛星導航年會上表示,目前國產北斗芯片、模塊等關鍵技術全面突破,性能指標與國際同類產品相當。“支持北斗三號新信號的28nm工藝射頻基帶一體化SoC芯片,已在物聯網和消費電子領域得到廣泛應用。最新的22nm工藝雙頻定位芯片已具備市場化應用條件,全頻一體化高精度芯片正在研發,北斗芯片性能將再上一個臺階。”

        合眾思壯天琴二代基帶芯片和天鷹射頻芯片的高精度板卡

        5月20日,合眾思壯發布了針對北斗三號系統研發的天琴二代基帶芯片,以及基于天琴二代基帶芯片和天鷹射頻芯片的高精度板卡。天琴二代是全球首款全面支持北斗三號的高精度基帶芯片,是北斗三號導航系統產業化應用的關鍵設備。

        據介紹,天琴二代的研發工程師團隊達100余人,總共研發投入超過5000萬元。吳林告訴第一財經記者,天琴二代芯片建立在一代的基礎上開發,實現了關鍵技術的突破,采用寬帶接收機處理技術,支持31個頻點,對北斗三號信號體制全面支持。同時,天琴二代采用新的芯片技術的接收機將更加簡潔,元器件數量少,但功能更強,功耗更低。

        海格通信發布 “海豚一號”基帶芯片和北斗三號RX37系列射頻芯片

        在5月22日舉辦的第十屆中國衛星導航年會上,海格通信對外同時發布了兩款全頻點覆蓋的衛星導航高精度芯片——“海豚一號”基帶芯片和北斗三號RX37系列射頻芯片。這兩款芯片的組合應用可為移動互聯網、物聯網,以及自動駕駛無人機和機器人等人工智能設備提供精準位置服務解決方案,是國內首個支持北斗三號應用的基帶+射頻全芯片解決方案。

        “海豚一號”芯片展示

        據介紹,“海豚一號”芯片具有完全自主知識產權,最高100Hz的定位更新率,在同類芯片中處于領先地位。它可以為快速運動的物體提供精確到厘米級的高精度位置感知,讓社會和生活更加智能。

        北斗三號RX37系列多模多頻導航射頻芯片,是全球導航衛星系統和全球短報文系統射頻芯片,一顆芯片,即可滿足幾乎所有衛星導航和全球短報文系統應用場景。

        北斗星通發布22nm高精度車規級定位芯片Nebulas-IV和22nm超低功耗雙頻雙核定位芯片Firebird-II

        衛星導航領域芯片研發上市公司北京北斗星通導航技術股份有限公司在5月23日舉辦的第十屆中國衛星導航年會上發布新十年芯片戰略,布局開發22nm高精度車規級定位芯片Nebulas-IV和22nm超低功耗雙頻雙核定位芯片Firebird-II。

        北斗星通經過10年突破,北斗芯片工藝從90nm逐步躍升到28nm

        北斗星通集團副總裁黃磊表示,22nm工藝在全球衛星導航芯片領域屬最先進,其中的Firebird-II在今年底可在用戶側實際使用。此次兩款22nm定位芯片平均已經過2至3年時間研發。22nm車規級全系統全頻高精度定位芯片在高精度領域具有里程碑的意義,采用22nm工藝射頻基帶一體化設計,可使高精度RTK(Real - time kinematic,載波相位差分技術)定位模塊面積進一步從30mmx40mm縮小到12mmx16mm,面積減少84%,模塊功耗比前代削減67%。該芯片將面向智能駕駛、無人機、機器人等高端應用。

        同樣采用22nm工藝,Firebird-II定義為超低功耗雙頻雙核定位芯片,可實現業界最低功耗。黃磊表示,Firebird-II通過更先進的工藝在同等面積下可實現更高精度定位,定位精度在米級,面向消費類無人機、車載及物聯網等大眾應用。目前該芯片仍處于研發測試階段,今年底可在用戶側實際使用。

        導航精度有望達到厘米級

        中國衛星導航定位協會最新發布的《中國衛星導航與位置服務產業發展白皮書(2019)》顯示,2018年我國衛星導航與位置服務產業的自主創新能力顯著增強,包括國產北斗芯片、模塊等關鍵技術進一步取得全面突破,性能指標與國際同類產品相當,并已形成一定價格優勢。

        根據美國國會下屬的美中經濟與安全審查委員會(USCC)2017年的報告,北斗導航系統將最終能夠提供精度為1米甚至更高精度的定位,而目前GPS的定位精度為2.2米;假設輔以增強系統,北斗導航的精度將能夠提高到厘米級別。

        未來北斗導航系統將不僅在自動駕駛中發揮作用,同時也會減少智能手機和車載導航對美國GPS的依賴。

        “北斗導航全球覆蓋對自動駕駛的定位精度會有很大的提高,有助于自動駕駛的發展。汽車收取的衛星定位信息越多,定位就越精準。”國內電子地圖提供商四維圖新(002405.SZ)CEO程鵬此前對第一財經記者表示,“另一方面,出于國家安全考慮,發展北斗導航系統也很有必要。”

        程鵬向第一財經記者介紹道,目前四維圖新的地圖產品分三級,第一代導航地圖的精度為10米,第二代輔助駕駛導航ADAS的精度在1米左右,而目前剛剛開發完成的第三代高精地圖的精度達到10厘米左右,并且即將量產。

        在車載導航領域,北斗已經開始大規模進入乘用車輛前裝市場,目前已經累計有超過200萬輛車擁有“北斗芯”,這將對進口車與合資車廠產生影響,它們需要對設計做出變更。

        同樣對于高精定位有需求的,還有無人機、風能發電機等大量智能終端。

        在航空領域,中國商飛已在去年開始使用北斗導航,空客和波音未來也有望跟進。在其他行業市場方面,交通運輸和海洋漁業的北斗應用已全面深入,并在市政電力、綜合安防、精準農業等領域擴大規?;瘧?。 

        主題閱讀: 北斗導航  基帶芯片
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