中國科技新聞網10月18日訊（趙芙瑤）談及定位、導航和授時，大多數人第一時間都會想到GPS，然而我國自行研發的北斗衛星導航系統(BDS)目前已經乘風而上，在政府鼓勵與自身優勢的雙重加持下不斷邁上新的臺階，深度融入各行各業。

同時，伴隨著互聯網、大數據、云計算、物聯網等新興信息技術的蓬勃發展，讓北斗衛星導航系統有了更廣闊的用武之地。智慧城市、無人駕駛、智能交通、精準農業、環境感知等方面都離不開時空位置大數據，而北斗衛星導航系統可以利用其直射信號進行導航定位和表面反射信號進行環境感知以及大數據挖掘應用。

在2021大數據科技傳播與應用高峰論壇暨“科創中國”試點城市推進會上，歐洲科學院院士、美國電磁科學院院士、歐洲人文與自然科學院院士、俄羅斯自然科學院外籍院士、土耳其科學院院士、中科院“百人計劃”、上海市“領軍人才”、IUGG會士、IAG會士、衛星導航與遙感專家、中科院上海天文臺研究員、南京信息工程大學遙感與測繪工程學院院長金雙根發表了主題為《智能時代大數據機遇與挑戰》的演講，暢談北斗衛星導航系統在大數據時代發揮重要作用和產生巨大價值。會后，金雙根接受了中國科技新聞網專訪，進一步解讀了大數據對其研究領域的賦能。

圖：金雙根院士演講現場 中國科技新聞網/攝

大數據產業發展亟需時空位置 需求呈井噴式增長

金雙根長期從事衛星導航、衛星遙感和空間行星探測及應用，做出了多項系統性原創成果，其主要研究方向為全球導航衛星系統（GNSS）理論方法與應用。“大眾也許會覺得這個縮寫有些陌生，其實它包括了美國全球定位系統（GPS）、中國北斗導航衛星系統（BDS）、俄羅斯格洛納斯系統（GLONASS）和歐洲伽利略導航衛星系統（Galileo）以及區域增強系統等，具有全天候、近實時、高精度等特點，可持續發射Ｌ波段信號，廣泛應用于定位、導航和授時（PNT）。”金雙根解釋說道。

大數據的浪潮波濤洶涌，GNSS系統也因此有了新的用武之地，提供大數據時間和空間位置信息。智慧城市、智能交通、環境監測等方面都離不開時空位置大數據。金雙根在演講中也提到，在時空位置數據獲取市場方面，目前主要是以支撐導航電子地圖的衛星導航定位、衛星遙感影像等數據市場；在時空位置數據分析市場方面，衛星導航與位置服務涉及到相關軟件及計算平臺市場巨大。隨著云計算、霧計算和邊緣計算等新型計算模式的發展和推廣，位置服務云成為當前市場爭奪的焦點。在時空位置數據應用服務市場方面，如公共市場，涉及城市建設、國家公共安全、地下空間、防災減災等;行業市場，主要包括農業、漁業、交通、測繪、國土、災害、水利等;大眾市場，以共享單車和個人消費為主。

談及大數據對GNSS的賦能，金雙根在接受中國科技新聞網專訪時舉例稱：“大數據可以提高導航定位的精度，因為通過長時間軌道和觀測站位置大數據分析，可以快速提高軌道預報精度和測站位置先驗信息，進而提高導航定位精度。”金雙根說道。另外，當GNSS信號狀況不佳和遮擋等，接收機接收數據中斷和丟失，地下和橋梁下接收不了信號時，如果知道前面接收機長時間位置信息，通過時空位置大數據分析和行蹤軌跡規律挖掘，可以快速預測該接收機位置。另外，賦能增加一些基準站建設，這些基準站或以后與5G并置，5G不僅僅具有通訊功能，同時也是一個相對定位的基站，進而實現高精度導航定位增強和萬物互聯。

他還表示數據的儲存也是同樣道理，例如之前一個基站高頻GNSS一天觀測數據約500兆，現在一個接收機接收多系統多頻GNSS數據，可存儲的數據量會越來越龐大，儲存材料也需要不斷升級。

近年來，隨著GNSS系統的逐漸完善、星座的增多、觀測站的增加，其應用領域越來越廣泛。在市場需求不斷嵌入的情況下，未來衛星導航與位置服務產業的增長潛力也將呈現出爆發性、跨越式、規模化、可持續增長態勢。

圖：金雙根院士 中國科技新聞網/攝

GNSS+R最新應用進展：探測海冰、植被、積雪和土壤濕度等大有可為

在此次的演講中，金雙根還提到了一個概念——GNSS+R。他解釋稱，GNSS+R反射測量技術屬于雙基雷達，可獲得地表粗糙特征和地球物理參數，即利用GNSS測量直射信號與地表鏡面反射信號之間延遲（多普勒延遲或相位延遲），再根據GNSS衛星、接收機和鏡面反射點之間的幾何位置關系，可反演地表特征。

金雙根向中國科技新聞網舉了幾個生動的例子：“它具有全天候、穿透性強的特征，GNSS信號因大氣的密度不均勻發生折射，反過來通過信號大氣延遲可以提取大氣一些有用的參數，如溫度、氣壓和可降水汽量，因為這些參數會影響大氣折射指數變化。當信號到達雪地、凍土和土壤后，信號反射回來，我們可以得到一些有關地表特征的信息，如反演積雪厚度、凍融和土壤濕度變化。”

金雙根還指出，GNSS信號到達海洋表面反射回來后，可以反演海洋狀況、海面高度以及海面風速等參數。近年來，全球氣候發生顯著變化，冰川和凍土加劇融化，從而導致海平面上升。隨著光學遙感和雷達遙感技術快速發展，但前者會受云和天氣等因素的影響，而微波遙感則具有良好的穿透性，且有全天候全天時工作等優勢。近些年，全球導航衛星系統的發展與完善，使得GNSS+R反射測量技術在海面高、海冰和海洋環境監測方面也取得了顯著的成果，如獲得海洋表面風速、海平面變化和海洋環境變化等。

“其他的目標探測也是一樣，GNSS信號到達目標反射回來，可以確定目標的位置等信息，因此，GNSS+R應用范圍和應用前景非常廣闊。”金雙根向中國科技新聞網表示。

“大數據帶來了新的機遇和價值，數據驅動未來。抓住這樣的機遇，可以更好的服務我們生活的方方面面，更好的促進產業升級以及賦能新基建，特別是大數據采集、處理和應用，研發和掌握大數據相關核心技術，加快和提升數字經濟發展，讓我們走向世界科技和經濟強國之列。”金雙根總結稱。

圖：金雙根院士獲獎證書