北斗开放实验室与“一带一路”的那些事

——助推北斗国际化 共创合作新机遇

背景解读

2013年9月和10月，中国国家主席习近平在出访中亚和东南亚国家期间，先后提出共建“丝绸之路经济带”和“21世纪海上丝绸之路”的重大倡议，两者合称“一带一路”；

2016年1月21日，习近平总书记在阿拉伯国家联盟总部发表重要演讲。演讲中指出北斗将落地阿盟并联合举办北斗论坛，并列入《中阿合作论坛2016至2018年行动计划》。同时提到，中阿共建“一带一路”，构建以能源合作为主轴，以基础设施建设、贸易和投资便利化为两翼，以核能、航天卫星、新能源三大高新领域为突破口的“1+2+3”合作格局。

2017年4月18日，北斗/GNSS应用研讨会在沙特阿拉伯举行，北斗开放实验室受邀出席，并作专题报告。此次研讨会标志着北斗系统首次大规模走进对导航产品和应用有巨大需求的沙特市场，对沙特实现经济转型和“2030愿景”，促进沙特科研、工业、贸易、交通等社会各行业领域发展具有重要作用。

作为北斗领域首个资源开放共享平台，北斗开放实验室自成立以来始终秉承“融合、开放、合作、共赢”的发展理念，以“联合优势单位、释放优质资源、创新人才培养、助推北斗发展”为目标宗旨，系统规划仪器、数据、专家及研究四类资源共建共享，并以分实验室为区域北斗发展的聚集和辐射中心，整合全国优质资源支持和服务于区域北斗发展。

目前，北斗开放实验室已建成并开通了北京、西安、长沙、泉州、青岛、惠州、司南7家分实验室，服务保障中心、无线电检测、邢台、济宁、广西等分实验室正在规划或建设中，分实验室涉及研究领域涵盖无线电检测认证、高精度应用、导航信息安全、导航安全认证等。其中，西安分实验室、泉州分实验室分别辐射“一带一路”陆上、海上沿线国家；拟建设的广西分实验室将作为东盟战略合作战略起点，推动北斗系统在东盟国家的应用和发展。

北斗是继中国高铁之后，举国之力建设的另一项中国核心技术。北斗系统作为中国的“国家名片”，也是国家安全的基石，但北斗系统在国内外的市场角逐中，大量市场仍被竞争对手GPS系统占据，其覆盖率和品牌影响力相较美国GPS来说要小很多。“一带一路”沿线地区的北斗推广是北斗国际化的重要里程，其建设情况直接关系到中国能否在未来全球时空信息领域占有一席之地。

面对北斗系统在“一带一路”战略中面临着机遇与挑战并存的现状，北斗开放实验室立足国情军情，以“先区域、后全球”的发展思路，以“开放服务”和共建国际分实验室的创新方式，助推北斗系统“走出去”。近年来，中国政府高度重视北斗系统发展，并将北斗系统列为科技重大专项，支撑国家创新发展战略。2016年，国家将北斗系统与“一带一路”“信息化发展”等战略深度融合，出台的《中国对阿拉伯国家政策文件》、《国家信息化发展战略纲要》等政策，让作为国家重要空间基础设施的北斗系统，更好地为国家政治、经济、外交服务。

目前，北斗开放实验室正通过北斗资源共建共享、北斗教育体系开发及全球分实验室建设，为北斗国际化提供人才培养和示范应用的落地解决方案，并借助西安、泉州等分实验室，作为响应国家“一带一路”战略陆上、海上起点及东盟战略合作的起点。同时，以软资源推广为切入，依托国内外高校、企业联合共建国际分实验室，打造普及北斗知识、协同技术研究、推广北斗成果、传播北斗文化、培养北斗人才的开放平台，全力推动北斗优秀产品、应用解决方案及北斗专业人才培训体系在国外的落地，由点及面，对接彼此发展战略，实现优势互补，促进共同发展，初步完成了北斗全球服务平台的建设规划。

“一带一路”沿线地区是北斗国际化战略的第一站，其建设情况直接关系到中国能否在未来全球时空信息领域占有一席之地。今后，北斗开放实验室将借势“一带一路”发展战略，稳步推进实验室规范化运行和国内外交流合作，联合区域优势资源推动协同创新，不断完善北斗应用服务体系，以融合、开放、合作、共赢的理念，助力北斗全球服务平台的建设，助推北斗区域应用及北斗国际化发展。

北斗开放实验室“软资源”

全球系统仿真软件测试平台（BDSim）

作为全球首款系统仿真开源软件，BDSim由北斗开放实验室发起单位之一的国防科技大学机电工程与自动化学院研制开发，是国内首个卫星导航仿真试验平台。

BDSim可模拟卫星运行真实环境，提供多样化的仿真场景服务以及数据分析、数据共享和多种模型验证服务，能直观、全面地展现卫星导航系统的运作机理及运行流程。BDSim以“专业特色、兼容并包”为理念，构建了系统级仿真对象，具备空间段、地面段、用户段和环境段等全系统仿真的能力，支持全系统场景设计和仿真；具备丰富全面的仿真产品，可生成轨道、钟差、电离层、各类观测数据等，支持Rinex格式和自定义数据文本格式数据的存储导出；此外，BDSim还具备与卫星导航信号模拟源以及现有卫星导航数据处理软件的兼容和交互功能。

BDsim主要适用于卫星导航系统设计和导航终端产品设计领域的教学人员、学生、科研人员和工程实践人员，能为用户尤其是青少年学生用户提供卫星导航系统高度仿真的实习操作平台。

BSS8000系列实时软件模拟器

BSS8000系列实时软件模拟器是一款直接输出中频数据的导航数据仿真模拟器。该软件模拟器采用“CPU+GPU”大规模并行计算技术和高精度仿真技术，支持BDS/GPS/GLONASS/Galileo星座任意频点组合的中频数据输出，实现基带数据采样频率、中心频率、信号功率、量化位数可调，可输出单路或I/Q双路中频数据。该软件模拟器能满足用户终端的算法研究及验证，可广泛应用于高等院校、研究所、实验室的教学和科研工作。

据研发团队介绍，BSS8000系列实时软件模拟器包含基本型软件模拟器（BSS8100)、测量型软件模拟器（BSS8200）、抗干扰型软件模拟器（BSS8300）、组合型软件模拟器（BSS8400）、多载体软件模拟器（BSS8500）5个型号。

卫星导航软件接收机

卫星导航软件接收机由北斗开放实验室发起单位之一的清华大学协同相关单位研制，用于验证信号源生成数据的正确性，为用户提供卫星导航软件接收机的实现范例，让用户熟悉卫星导航软件接收机接收处理卫星导航信号的基本原理、了解卫星导航软件接收机的基本参数配置和定位解算流程等信息的一款与用户进行实时交互的软件平台。

卫星导航软件接收机逻辑结构示意图

卫星导航软件接收机和模拟信号源之间通过TCP/IP协议进行数据的实时传递，信号源作为服务器，软件接收机作为客户端。该软件接收机能够实时处理由信号源生成的中频卫星信号数据，并通过改变数据来源，使用回放模式，处理存储的数据文件。该平台可以在普通的计算机上运行，完成了卫星信号处理流程在纯软件平台的实现，方便学习和使用。

数据资源中心

北斗开放实验室数据资源建设分为公共数据资源中心建设和专用数据资源中心建设两个方面。专用数据资源中心依托北京卫星导航中心建设的专用数据资源服务平台，主要发布北斗系统运行相关的数据（精密轨道信息、系统运行状态信息等），通过专用数据分发渠道向授权认证单位提供服务。公共数据资源中心依托北斗开放实验室·服务保障中心、导航仪器湖南省工程研究中心建设并运营，通过开放实验室门户网站提供开放服务，满足数据调试、教学科研、导航研发、测试应用需要。公共数据资源中心主要采集处理北斗系统运行数据、国外系统运行数据、系统仿真数据以及测试场景数据和实采数据等，数据来源包括开放实验室内部研究机构、合作研究机构和开放实验室成员单位提供的各种数据以及国外卫星导航系统发布的各种数据。

数据资源中心平台网络拓扑图

北斗开放实验室数据资源中心将为北斗应用产业各环节提供一站式的数据资源服务，包括数据共享服务、原理教学辅助、学术研究辅助、仿真场景服务、模型验证支持、数据分析支持，为广大教学科研、导航研发、生产单位的终端数据调试、测试等应用需求提供数据资源共享服务，展开深度合作；同时，有效地降低中小企业的研发、检测成本，从而提高我国卫星导航产品质量、研发水平和检测体系建设水平，共同推动北斗导航应用产业发展。

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