让北斗定位精度达到厘米级
创始人
2025-05-04 10:00:16
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湖北日报全媒记者 曾雅青

通讯员 张心雨 实习生 李芷依

“选择正确的方向,坚持必见成效。”这是武汉大学测绘学院副院长李星星的奋斗“公式”。

他怀揣科技报国初心,解决了我国PNT(定位、导航、授时)领域“卡脖子”技术和国际导航领域难题,在卫星精密定轨定位与多源融合智能导航领域作出创新性贡献,显著推动了卫星导航技术在地球科学领域的应用。

今年五四青年节前夕,李星星荣获2025年度“中国青年五四奖章”。

让精度达到厘米级

低轨卫星,是李星星的研究重点。

“与中高轨卫星相比,低轨卫星信号衰减更小、抗干扰能力和穿透能力更强。”李星星介绍,低轨卫星飞行得非常快,能让定位效率更高、定位速度更快。

为将这一特性运用于实际,李星星带领团队聚焦国家重大战略,深入钻研,直面卫星定轨精度受限、钟差估计效率低下等严重制约北斗系统性能的核心问题。

他建立的高/中/低轨卫星联合定轨统一数学模型,仅需少量中国区域测站便可实现厘米级精度的导航卫星定轨,显著降低了对地面测站的依赖。

“我们建立的这一模型能把高轨、中轨、低轨混合在一起兼容考虑,充分利用已有的高轨、中轨、低轨来实现更高精度的卫星轨道的确定。”李星星说,一般计算卫星的位置需要在全球范围内布设监测站,通过低轨卫星可变相实现“全球分布”,弥补中国无法海外布站的短板。

此外,他还创建了区域参考网增强的PPP(高精度但耗时)-RTK(快速但需基站)快速精密定位模型。

“以前我们地面要实现普通标准的卫星导航,自带的服务只能实现米级定位精度。”李星星解释说,在高精度定位领域,以往常用的方法有两种。

一种是PPP方法,优点是定位精度很高,但用时长,可能需要15分钟甚至半小时才能得到厘米级的精度;另一种是RTK技术,它能在几秒钟之内得到厘米级定位,但需要在旁边建一个基站。

而李星星提出的PPP-RTK广域精密定位方法,可以将初始化时间从数十分钟缩至数秒,实现我国北斗高精度导航核心技术自主可控,提升国际影响力。国际大地测量和地球物理学联合会为他颁发青年科学家奖(中国大地测量领域首位获得者)时,在颁奖词中肯定他“在卫星精密定轨定位领域作出了创新性贡献,显著推动了卫星导航技术在地学领域的应用”。

“甘坐冷板凳”

“甘坐冷板凳”是李星星团队一以贯之的科研态度。

“有一次,学生和我讨论,认为现有很多软件技术较为陈旧,不太适应目前需求,希望能开发一个综合科研平台。”李星星坦言,开发一个这样的平台需要很多资源投入,需要很多时间、精力,尤其需要科研工作者静下心来去钻研。

仔细考虑后,李星星认为学生的建议可行,组织团队投入开发。这个团队投入8年时间,包括博士后、博士、硕士近百人参与其中。大家持之以恒的努力,最终完成开源平台GREAT(GNSS+REsearch,Application and Teaching)。

在李星星的带领下,团队不仅深耕北斗系统的技术突破,更聚焦惠及民生、服务经济发展等重要方面。

团队技术所支持的高精度服务与产品在我国极地科考任务中,面对冰雪覆盖、强风肆虐以及复杂多变的极地地形,展现了其尖端的技术实力和卓越的可靠性,以毫米级的高精度定位能力,为科考任务提供了全天候、全方位的技术支持。

他们的技术成果在华为、腾讯等行业巨头的高精度导航服务中广泛应用,助推了国产高精度导航芯片的应用,为川西地区的电力设施建设等重大基础设施项目提供了技术支撑。

“我们做科学研究与科技项目,不仅是为了学科发展,也是为了国家产业建设。”李星星说,他将始终以最高昂的热情、最充沛的状态与最仔细的态度面对科研工作,勇担强国复兴使命。

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