近日，山东大学暑期面向高中生的未来科学营开营，360名营员云端体验前沿科创，山大微电子学院教授、创新创业学院副院长邢建平为营员作了题为“中国的北斗、世界的北斗”的报告，报告中的关键词“北斗”也是近期最为社会所关注的热点之一。随着北斗全球卫星导航系统星座部署全面完成，我国迄今为止规模最大、覆盖范围最广，服务性能要求最高，与社会生活关联最紧密的全球卫星导航系统建成。这一成果凝聚了中国科研单位、高校和无数航天人的努力和心血，其中就有以邢建平等教授为代表的山大科研力量浓墨重彩的一笔。在这一战略工程中，他们攻克了哪些难关、实现了哪些超越，北斗在生活中有哪些应用，未来又如何培养“接班人”？

【科研贡献】
十余年攻坚多项成果被誉为国内领先、国际先进

    从北斗一号、二号建设阶段，山大就组织科研团队对核心关键技术进行了持续研究。2012年以来，以微电子学院、空间科学与物理学院等平台为基础，具备了面向北斗三号关键技术与应用研究的优势，现已形成微电子学院教授邢建平、王永，空间科学研究院、空间科学与物理学院研究员徐天河等学术骨干力量牵头的北斗空间信息技术研究团队。
    “特别是到了北斗三号期间，山大主要围绕着北斗全球组网‘天上好用、地上用好’的服务宗旨积极工作。”邢建平说，学校在北斗方面的科研团队有五六十人，在10多年的科研中，围绕空间信息卫星精密轨道、大气或电离层的影响、建模等方面，做了大量工作，也参与了国家北斗专项计划。
    山大在北斗芯片和模组研究中做了大量工作，“北斗GNSS/INS/DR敏捷精准测控微芯片系统技术与集成应用”“精准北斗新时空微系统关键技术、增强平台及应用”等两项成果通过了中国工程院院士刘经南为主任委员的评审，研发出低成本、高精度、高可靠性的核心技术，均达到国内领先水平。邢建平作为技术负责人的“省域北斗三号高精度位置综合服务平台关键技术及应用”项目成果已在大地测量基准与高精度导航等方面得到成功应用，国家北斗副总工程师、中科院院士杨元喜为组长的评审组，称该项目整体达到国际先进水平。
    此外，团队基于核心技术研制了系列终端和软件，搭建了国内首个基于北斗卫星导航系统的陆海一体、空地协同的运营级位置综合服务平台，自主创新提高了我国全球导航卫星系统高性能应用研究与电信级网络安全服务能力，满足了国家安全与行业需求。上述成果目前已在交通、海洋、港口、场面监视、机场、农机、无人机、船舶等方面，在军民融合等领域，实现了规模化应用。
    经过10多年研究，邢建平和团队研发出若干核心技术，破解了国家级技术难题。他们在国内率先研究出四星四频点的芯片组和模块，填补了北斗二号到北斗三号“缺芯少核”的国家技术难题；研究了从算法到芯片、模块、板卡以及终端的技术，形成了多系列低成本、高性价比、面向移动目标的系列产品，实现了小型化、微型化、低成本、高性能、高动态的核心技术组合；同时，通过自主算法极大提升了系统用户容量，实现移动目标的海量并发实时处理，解决了行业共性难题。

【攻坚克难】
充当“红娘”组建团队 产教融合实现“从1到10”

    高校人才培养进行原创性基础研究，邢建平将这一过程比作“从0到1”，而产业则需要实现“从10到1万”的规模扩大，中间的“从1到10”如何实现？面对北斗这样的系统性项目，有众多问题出现、众多人参与，如何实现产教、科教融合，将技术转移成创新从而驱动创业？

山东大学服务北斗高层次人才培养创新班及暑期学校

    “‘从1到10’的过程很多人不愿意做，是我们遇到的一个难点。”邢建平说，他们联合了山东天星北斗信息科技有限公司、山东慕客空间信息技术有限公司、青岛杰瑞自动化科技有限公司等企业，以及山东省国土测绘院、中科院国家天文台、山东省无线电监测站等单位，组建山东省工业技术研究院（山东大学）北斗新时空智慧产业发展协同创新中心，形成“北斗+”创新和“+北斗”应用的新生业态及产业集群。高校、企业、单位形成合力，“抱团”攻坚，为实现基础研究到规模发展共同发力。
    为了克服上文提到的提升系统用户容量、实现动态并发的难题，山大团队突破了原来高校科研团队相对“单打独斗”的缺点，联合上述“政产学研金服用”领域力量，形成联盟和生态，最终搭建起精准导航通信监视平台，克服了产业链上若干难点。“最初信任的建立也经历过互相试探的过程，我们就像‘红娘’，用自己的付出换来大家的信任，最终实现团队之间真诚协作，共同取得了一些成果。”邢建平说，他们的这些研究要把文章写在真正实践应用里，写在祖国大地上，有时一个想法的实现可能就要经历几个月甚至几年。
    除了科研团队的合作，他们还积极走进行业、企业，实现数据、人才、技术的信息共享，“人才不必为我所有，而是为我所用”，这是项目团队之间合作的宗旨，也为创新成果的取得提供了支撑。

【生活应用】
导航、车辆监管、人工降雨北斗与生活息息相关

    不少人一听“北斗”，就将它与高精尖、“高大上”划上等号，感觉它是“天上”的事，离日常生活很遥远。实际上，北斗的应用十分广泛，与生活息息相关，最常见的应用就是车辆导航定位，且能实现分清楚车道的亚米级高精度定位。
    “要准确地知道公交车离哪一个站点最近，司机驾驶是否偏离了公交车道，是主动驾驶还是发生了各种事件，如果精度达不到，就没法完成精细化监管。”邢建平举例说，分清车道后，也可实现出租车载客状态下可跑优先车道，空载时只能跑普通车道这样的监管；渣土车安装北斗高精度系统，不管有无遮挡号牌，都能看到其是否为合法运营车辆、是否闯红灯，可实现非法车辆有效识别。
    北斗高精度系统还可进行城市无人机监控，如今无人机应用范围越来越广泛，但它是合法飞行还是“黑飞”，也可通过安装北斗系统进行高精度识别。此外，机场、港口等区域自动运行车辆要保证不撞车，大雾天飞机与地面车辆在机场不刮擦，都是对高精度的要求。
    “北斗高精度系统加上时间还能干什么呢？”邢建平介绍，交通、电力、环保、气象等领域精准授时和位置协同都是很好的例子，比如人工影响天气时增雨弹的发射时间和地点，就是精准应用北斗系统的场合。“运油车辆可能发生跑冒滴漏或自行卸油的情况，如果将装有北斗系统的电子锁安到车上，只有到了固定时间和地点才能打开，就可实现精准监管。”
    今年疫情期间，邢建平团队自主研发的“疫情应急精准追踪防扩散北斗实时位置服务系统”，就对寿光蔬菜配送调度起到了积极作用。运送车辆装上北斗系统以后，能显示车辆运行轨迹，是否为冷链物流，车辆温度、湿度，驾驶员个人信息，甚至可对照驾驶员人脸和指纹信息，实现人、物、车高效协同，进行大数据分析和比对调度。

【人才培养】
创全国首个北斗微专业在中学成立“北斗星光学院”

    在参与北斗项目的过程中，山东大学牵头组建的北斗新时空智慧产业发展协同创新中心发挥了重要作用，更是未来进行高层次人才培养的重要阵地。近年来，在北斗卫星定位系统及技术、应用领域，山大协同创新团队承担、完成了国家、省部重点课题项目近30项，拥有80余项核心知识产权，发表相关学术论文150多篇等。

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    今年，山大联合省工研院、中国卫星导航定位协会、省国土测绘院等，开设的全国首个北斗新时空技术与应用微专业上线运行，建立起全国首个北斗新时空战略、新基建、集成芯片、精准时空、陆海一体、空地协同等新工科人才培养新模式。邢建平等专家教师开发授课的“北斗创新设计导航”慕课上线后，选课人数已近60万人次。他们计划将北斗微专业逐步发展成研究生培养的一个专业方向，进而向本科生甚至高职层次发展，培养北斗车联网、北斗物联网、北斗工业物联的专门人才。
    邢建平认为，他们未来的研究方向，要服务于山东空地协同、陆海一体的各行各业中；要真诚服务产业，凝聚全省上中下游企业搭建公共服务平台，形成创新创业的北斗共同体；此外，还要引育行业人才，在高层次的北斗专业建设、学科建设、人才培养等方面树立标杆。
    每年暑假，山大都会面向高中生举办类似未来科学营的创新实验班或夏令营，在后继科研力量和人才的培养上，发挥高校应有的作用。据介绍，山大已在全省多个中学建设了10余个“北斗星光学院”，将创新创业向上游延伸，增加科普力度，形成培养机制，让中学生树立投身科技的家国情怀，这也是邢建平等科研专家乐此不疲的一项事业。
新时报记者:曹莫
编辑:刘然
校对:高新