邓侃 。《云存储系统设计》

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百度 。 《移动互联网发展趋势报告》

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未来网络虚拟片层的安全--从安全视角看虚拟网络和SDN

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百度 。360 。 搜索战

[原文可参阅:http://www.huxiu.com/article/3145/1.html]

360搜索的横空出世,占有率下降是不可避免的,只有尽量做好用户体验,和客户打好关系,专心做好自己品牌。
如果我是李彦宏
1、打浏览器牌
可惜这个似乎有点晚了,百度一早这么做,也就不会弄到今天这般被动地位,可以看到,百度首页是没有浏览器位置的,这点他要学习搜狗,力推自己的客户端,其他浏览器访问百度时提示用户更换为百度浏览器,这个可以做到。
而百度同时也要加大对浏览器研发和推广的投入,优化浏览器,这点360做得很好。
并与其他企业合作,安装软件时绑定百度浏览器。
也不知道百度高层是怎么想的,浏览器这么重要,居然把他仍在一边,也不做推广,这确实是百度的疏忽之处,不然一早就这么做的话,超不过360,怎么也得拿到10%的份额

2、安全牌
这个貌似已经在做了
tech.qq.com/a/201208…

3、开发新产品,增加用户粘性
显然,百度的用户粘性没有360强,hao123的风头也被360盖过去了,不过这也是百度的弱项,除了搜索外的拓展领域没有一个成功,搜索也没有拉动其他产品的发展,知道、百科、贴吧三项决定百度未来的命运,也可以用这3块反击360
许多用户还不知道怎么用搜索,把这块做到了也不错

4、优化广告
百度至少要在以后一段时间清理虚假广告,减少广告数量,这也意味着营收减少,不过现在自己不小刀割肉,等着360做强做大的时候在你要害部位割下去,那为时已晚
即使到现在,百度的凤巢系统做的仍然不足,许多客户感到被坑,这样客户自然地就流失到360那了。

5、人才
尽两年来360不断的挖搜索人才,而百度要做的就是留住人才,别让人才流向360,尽两年来360不断的挖搜索人才,奇虎公布的第二季度财报显示其净利润减少,这钱还能干什么,无非就是挖人才推出搜索

说说百度的劣势
这几年光给别人做广告,没给自己产品做广告
骂的人多,赞的人少,树敌太多,结盟太少
极少客户端产品,有也是垃圾
扩展不足,护城河挖的不够深
360一直以来是有搜索团队的,老周隐藏的够好,够低调,大家都把目光抛向360特供机时,几乎谁也想不到360就在这个月推出搜索,而且还是静悄悄的,360以后会逐渐把重心转向搜索,这也够百度吃一壶了,综合搜索会有什么大的创新,能否让搜索领域重新洗牌,拭目以待。
谷歌走了之后百度日子过得太安乐了,自以为做了十几年,技术积累得足够好, 神州之内无人能敌, 360就算推出搜索也难以撼动自己的地位

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网络营销十技

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Why Nothing Matters: The Impact of Zeroing

By Xi Yang, http://yangxi.anu.edu.au/

“或多或少,  语言影响了程序员写程序的风格。运行时系统需要把这风格和硬件特性对接上”。

Managed languages, 比如 Java, 为了提高生产力和安全性,要求创建的非本地变量有一个初始值, 0。所以这些语言的 run-time system 在返回申请的内存前,需要把这些内存清零 (zeroing). 比如程序1的输出应该是 “I am 0”.

int[] I = new int[1];
           System.out.Println(“I am “+I[0])
程序1


Managed language 一般会内置 GC (Garbage Collection)。 GC会鼓励程序员申请大量的中小尺寸对象。这
就会导致 zeroing 的开销相应增大。图(1) 中可以看到 在 Core2 的机器上,zeroing 无情的干掉了将近 5%
cycles, 甚至可以高达12%!


图(1) Zeroing 消耗的 CPU cycles / 应用消耗的所有 CPU cycles


在现有的 Java 虚拟机中,流行的清0方式有两种, bulk zeroing 和 hot-path zeroing。 Bulk zeroing
就是 run-time system 先将一大片内存清0,然后直接在清0的空间上创建object. 比如图2 (a) 中, 左边
的 block 被整体清0, 然后在这个 block 上创建 object. Hot-path zeroing 是在创建object的时候才将
object 占据的部分清0。比如 图 2 (b) 中, 只清了object 需要的空间.

JikesRVM 用 bulk Zeroing,HotSpot VM 和 IBM J9 VM 用 Hot-path zeroing.
默认情况下, jikesRVM 使用 genImmix GC.  GenImmix 是一个 generational GC. Young Generation
(Nursery Space) 是一个地址连续的空间, 用 bump pointer 管理分配, 采用 copy collection 策略.
Old generation (mature space) 是一个非连续的空间,使用 free list 管理, 并采用 Immix collector
策略.  每个 thread 从nursery 申请一个 block, 默认为 32k. 然后thread 在这个 block 中创建对象.
如果对象大小大于 block 时候, 从 Large object space 申请空间. 当 nursery space 满了以后, minor
GC 触发, 把存活的对象从 nursery space 拷贝到  mature space. JikesRVM 默认使用 bulk zeroing.
当 thread 从 nursery space 申请一个 block 时, 通过 memset() 把这个 block 清0. 然后 object 会
创建在这片已经清0的block 里边. 我们可以通过测量 memset() 函数消耗的 CPU cycles 比上 应用总共消
耗的 CPU cycles 来得到图(1)。


图2 (a) Bulk Zeroing

图2 (b) Hot-Path Zeroing


一次清一个 32K 的 block 不仅会污染cache, 而且创建对象的时候对应的内存很可能已经不在cache中,导致
temporal locality 不好。为了克服这个弱点, 很多 JVM 采用了 hot-path zeroing, 当创建 object 的时
候才清0。 这样清0 和 第一次访问object 之间时间非常短. 但是这也会带来两个问题: 1) JIT 会 inline
内存申请代码的 hot-path 部分, 由于 allocation 的代码非常频繁到处使用,inline 会增加代码体积。 2)
相对于一次清一个block, hot-path 中 清0 的指令会和其他指令交错在一起, 无法充分压榨 memory
bandwidth.

static int[] fresh;
public static void initfresh() {
for (int i=0; i < 1<<26; i++) { // 64 million
fresh = new int[8];
// initialize the fresh array
for (int j=0; j < 8; j++)
fresh[j] = j;
}
}

程序2


在现在的 x86 CMP 机器上,这两个清0的办法谁更好呢? 我们先上 micro-benchmark.  在程序2中, 我们申请
64 million 个 数组, 然后初始化这个数组.


图3 (a) 程序2在Core2Q 6600 上 bulkZeroing 和  hotpathZeroing 清0 策略下的性能


图3 (a) 显示在 Core2 上, hotpath zeroing 比 bulk zeroing 快了 24%. 原因是什么呢? 来分解bus
transactions. 我们把他们的 bus transactions 分解成 program miss 导致的 fetch transactions,
prefetching miss 导致的 fetch transactions, 和  write transactions.


图3 (b) 在 Core2Q 上 程序2产生的 bus transactions 分布情况



图3 (b)显示了在两种清0策略 bus transactions 的分布情况。 左边的bar 是 bulk zeroing, 右边的bar
是 hot-path zeroing。 我们看到是 hot-path zeroing 策略下, prefetching miss 导致的 fetch bus
transactions 是 bulk zeroing 的 4倍。 Bulk Zeroing 密集的顺续清空一个 block, 这些指令可以压榨
memory bandwidth。 当CPU探测到 memory bus 高负载的情况下, 会抑制 prefetcher。 但是 hot-path
zeroing 清0 的指令是和 程序2 中更新 array 的指令交错运行的, 这样 memory bus 上的负载降低很多,
CPU 就会利用空闲的 memory bandwidth 做 prefetching。 同时程序2 会顺续的访问连续的内存, 所以
prefetching 的精确率非常高. 如果我们把prefetching 关掉会如何呢?


图4 关闭 prefetching 后, 程序2在Core2Q 上的运行时间



图4 显示当关掉prefetching 以后, hot-path zeroing 反而比 bulk zeroing 慢了 11%。
有没有更好的 trade-off 呢? 清0的开销如此大, 有什么办法可以加快清0的速度呢?  对于 write-back
cache, 一次写操作可以产生两个 transactions — 一个是要把把数据从内存 fetch 到 cache, 另外一个
是当这个cache line被替换是需要把数据写回内存. 所以如果用 temporal instructions 来清0, 我们只
能利用一半的 memory bandwidth.  如果我们能跳过 cache 直接写入内存, 我们就能达到更高的 throughput.
x86 提供了这样的指令, non-temporal instructions. 在 Core2Q 和 i7-2600 上, non-temporal 的
throughput 是 temporal instructions 的两倍.

在 bulkZeroing 的基础上, 我们可以非常容易的实现 bulkNTzeroing — 把清0的指令换成 non-temporal
instructions. 清0以后, 创建 object 的时候, 由于数据没有在cache, 会产生cache miss。但是不要紧,
跟 hot-path zeroing 一样, hardware prefetching 可以帮我们把数据预先prefetch到cache.
由于使用 non-temporal instructions 不会污染 cache, 我们可以放心的把这部分清0的工作交给另外的Core,
这就是 concurrentZeroing. 图 6 中我们可以看到, 对于程序2, bulkNT性能几乎和 hotpathZeroing 一样.
ConcurrentZeroing 比 hot-path zeroing 快了 13%.


图6 程序2 在Core2Q 上的性能

Managed language 写的 application 会申请大量的存活时间很短的中小 size 对象. Run-time system
可以利用这一点来 shape application 的内存访问模式. 比如把 nursery space 设置成连续的地址空间,
并且使用 bump-pointer 来管理分配, 这样就会让连续的内存申请有很强的 spatial locality. 对于强
spatial locality 的访问, prefetch 可以预先把需要的数据 prefetch 到 cache. 有了 hardware
prefetching 的帮助, 我们就可以用 non-temporal instructions 来快速的清理一大片空间. Non-temporal
instructions 也不会污染 cache, 这样我们就可以放心的使用空闲的 core 来清0. 相看更详细的分析吗?
请看我们发表在 OOPSLA 2011 的论文, Why Nothing Matters: The Impact of Zeroing.

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这个狠:解放军信息工程大学测绘学院教授许其凤详解北斗

系列目录 全球卫星定位系统

  1. 谈谈全球卫星定位系统GNSS
  2. 欧洲的伽利略计划:至今还是无底洞
  3. 俄罗斯的全球定位系统GLONASS也岌岌可危
  4. 美国的全球定位系统GPS
  5. 北斗卫星导航定位系统
  6. 中国北斗一号的技术特点
  7. 北斗二代的进展:我国将于2009年前后连续发射12颗“北斗”卫星
  8. 联合国卫星导航委员会:大国玩家的俱乐部
  9. 我国成功发射第二颗北斗二代导航卫星
  10. 中国第三颗北斗导航卫星发射升空
  11. 北斗第三颗星成功定点,以及坊间流传的后续发射计划
  12. 关于北斗技术细节的几个猜想之一
  13. 关于北斗技术细节的几个猜想之二
  14. 关于北斗技术细节的几个猜想之三
  15. 首次官方公布时间点——孙家栋:中国北斗系统2020年覆盖全球
  16. 我国第四颗北斗导航卫星发射升空
  17. 我国在西昌成功发射第五颗北斗导航卫星
  18. 北斗第六星西昌11月1日成功发射
  19. 北斗接收机的在线用户分布
  20. 北斗第七星,2010年长征最后一次发射
  21. 探秘中国北斗导航卫星:最高机密到民用历时20年【全文转载】
  22. 北斗第八星上天,北斗区域系统基本建设完成
  23. 北斗第九星上天,“十二五”期间中国民航将逐步使用北斗导航
  24. 北斗第十和第十一颗导航卫星分别于2011年12月以及2012年2月顺利发射
  25. 北斗第十二、十三星:长三乙一箭双星
  26. 欧洲伽利略据称将加快系统布局——2015年实现24颗卫星在轨
  27. 这个狠:解放军信息工程大学测绘学院教授许其凤详解北斗
  28. 长三乙,一箭双星,北斗十四和十五号星上天
  29. 2012年最后一次北斗发射,长三丙送第十六颗北斗星升空

image

高飞按:这是迄今为止最权威最技术的一篇北斗技术访谈。许教授的每一句话都有巨大的信息量,也不用隐瞒啥,把北斗为什么要同步轨道卫星和倾斜同步轨道卫星、我国原子钟受制于人、我们的广域差分等问题讲得非常清楚。回头看看本系列中关于北斗技术细节的三个猜想,zeroflag同学还是很牛的。

        2012年7月27日,在天津滨海国际会展中心举行的“战略性新兴产业(滨海)国际论坛”上,中国工程院院士、解放军信息工程大学测绘学院教授、博士生导师许其凤向于会者解读了我国自主开发的卫星导航系统“北斗”的功能定位及技术采用的指导策略。以下为全文。

      感谢大会给我这样一个机会,来宣传一下北斗。

      为什么说这样话呢?这两年我接触一些业务圈以外的人士,包括用户。好像他们对整个北斗系统的了解不是特别多,或者说不是特别系统,存在了很多问题,所以我觉得宣传是一方面,建设也很重要,让客户以及更多的人了解北斗,这样才可以使用。

      我主要向大家宣传卫星导航系统,也就是北斗系统。因为在座很多都是产业界的人士,我尽量联系一下产业方面的情况和思路。

      我是学校工作的,通俗讲叫做“书呆子”这个跟产业不大沾边,有讲的不到位的希望大家理解,同时也请批评。

      产业的发展是成败的标志,我指的是卫星导航系统。卫星导航系统成功在于广泛的应用,并且取得效益。这个效益不仅仅是芯片制造商的效益,也不仅仅是整机的提供商的效益,还有应用在铁路上,对铁路性能的提高产生什么样的效益,对大坝监测上以及水力发电有什么效益,我理解这个是有广义的。

      另外就是相关产业的发展是广泛应用的标志,作为卫星导航系统,应用的方面很多。但是相关产业的发展,标志着广泛应用的程度如何。比如说卡片相机用的很多,这个说明数字摄影取得很大的应用。现在很多人提出这样的问题,当然可能不是会议的,会议的时候不提,现在 GPS已经占领了市场,北斗产业究竟怎么发展?说的更直接了当一点,不说我的身价性命,就是这点家当投进去保险吗?这样的问题我不能回答。我提供北斗的情况,请大家自己做结论。

      关于GPS占领市场,北斗到底有没有出路的问题,使我想到彩电的问题。80年代是日本的彩电占领我们国家的市场,那个时候只要看彩电不是东芝就是夏普的,到了90年代国产彩电占领了市场,短短的10年,我们靠什么夺回的市场?一个是相对优越的性能,我说的相对优越,不是整个系统的性能完全超过日本,是说在我们中国显示的更优越。

      日本彩电因为日本发射台离的都比较近,接受机灵敏度不需要很高,信号强度够了。但是在80、90年代的时候,我们国家还不是数字电视,信号并不是很强,距离也比较远,因此就出现一个信号。日本的彩电有雪花,我们国产的彩电没有。优越不优越?优越,老百姓就认这个,其实这个就是局部的优越,就是灵敏度提高了。

      所以相对优越的性能是可以做到的,还有一个就是相对低廉的价格。彩电是做到了,我想我们的卫星导航产业应该也可以做到。另外是方便快捷的服务,因为我们的生产商、销售商就在本地,因此你只要出了问题,你打电话就会有人来维修。靠着这三条,十年的时间我们把日本的彩电市场赶走,我们把彩电市场夺回来了。

      卫星导航系统的性能,是性能相对优越的基础,我们说性能要优越包括两个方面,一个是我的接收机、我的用户系统,我的整个系统性能好,还有一方面就是产业界有自主权的,就是心里有数的,但是没有数的就是整体的性能如何。

      关于北斗卫星导航系统怎么样,有人说不错,又是我们国产的、自主知识产权、双赢等等一大堆,如果有人对我这么说我是不信的,你光给出这样的结论和标题我信不过,就是得拿出具体的东西,我自己会判断,就是究竟有没有优势,我试图在这方面做点尝试,因此我的报告没有结论,我只介绍情况。

      在座的专业可能差距比较大,我简单把卫星导航系统说一遍,卫星导航系统是由一定数量分布的卫星,包括卫星的高度、卫星的倾角、卫星的轨道组成的空间部分,这个叫做卫星星座,比如GPS是由24颗组成的,叫做中轨卫星MEO。还有一部分是地面监测站不断观测所有的卫星,对所有卫星计算轨道,计算钟差。

      通过注入站将轨道、钟差参数注入到卫星,用户接收机利用卫星发播的测距信号测距,依靠卫星的位置,用测量的距离解算自身的位置。如果简单点就是这三点。

      避短扬长的北斗星座设计,一般都是扬长避短,为什么是避短扬长呢?这个是故意的,合适不合适大家来判断。首先说发展的瓶颈,我这里侧重讲不利条件,这个也是和大家习惯不是很一致,首先强调我们有多少有利条件,然后再想有什么不利条件。作为我的观点来讲,不利条件更重要。

      因为你漏掉一个有利的条件,后果很可能是没能锦上添花的。如果你漏掉一一个不利的条件,后果可能是颠覆性的。作为发展卫星导航,因为我们是后发展的,在我们前面有GPS,我们完全可以发展GPS发展我们国家自己的系统,我们也学习,但是不能完全照搬。全面照搬是最简单的问题,也是最省事的问题。但是我们学习GPS还是遇到一些问题,这个是很难在全球布设监测站,我们说高精度定轨需要卫星全弧段的监测。比如我就测一小段,这个圆画不准的。

      有一个实际的数据,卫星位置的误差,左边是有监测数据的,右边是没有监测数据,完全靠外推的,我观测一小段推一段,这个位置误差会很大,一旦没有监测数据,误差会急剧增加。

      对于绕地球的GPS卫星是中轨道卫星,东西旋转。对于这样监测站要全球分布,这一点美国可以做,我们做起来有困难。我们很难做到全球分布。

      第二个问题就是星载原子钟相对滞后,依靠卫星的位置,通过测距来解算定位,测距怎么测?就是依靠信号传播的距离,距离=传播时间×光速,如果数字错一点,那个误差就大多了。所以对于星上的钟,所有的信号都是根据钟来发播的,那就要求很稳定的度星载原子钟,那就是10的13次方,大约就是百万年差一秒。

      我们国家星载原子钟发展相对滞后,我们也都从美国、欧洲进口很高精度的原子钟,他们知道我们要搞卫星导航系统,结果就禁运了,一台也不卖给我们。像这样的两个问题,我说可以算是两个瓶颈问题,这样的问题很难在短时间解决。全球布站,我们很难短时间内发展,这个确实有一定困难。

      我们是想试图从星座设计来寻求绕过瓶颈的办法,当然试图的途径很多,都曾经进行过探视,但是这条路我们走通了。

      提到星座设计我们首先有三种卫星轨道,这是全球的图。一种是中轨卫星轨道MEO,高度是两万千米,像GPS,计划钟伽利略都是这样的高度,绕着全球转。

      还有一种轨道是同步卫星轨道,这个是3万6千千米,就是要在赤道面上,同时要维持这个高度。同步卫星就是跟着地球一起转的高度,只有在这个高度才能跟地球自转一致起来,从地球上来看就是不动的。

      还有倾斜轨道的同步卫星IGSO,这个高度同GEO一样,只不过不在赤道上,GEO是在赤道上,倾斜的角度我们采用是55度,在地面上观察轨道是像“八字型的”的轨道,从地面上观察来讲是有不同的特点。MEO是从东到西绕着全球转,GEO卫星是始终不动的,在我们国家上空发一个GEO,我们随时随地都可以看到的。IGSO卫星是南北转,而且有一定的弧度范围.

      我们说如果选择MEO或者IGSO轨道,如果可能绕过前面讲的两个瓶颈。因为这两个卫星不是东西跑,是南北跑,这个总跑不出我们国家,会离开我们国家的境内,但是不远,我们可以看得见,就是可以监测的到。这样我们就增加了跟踪弧段,IGSO和GEO我可以跟踪,如果和GPS一样的MEO,我们观测的弧段那只占全弧段的40%,那个精度就差了。

      在国内设站的情况下,可以实现对GEO和IGSO的全弧度监测,这样就解决了我们没有办法在全球布站的问题,这样降低了星载原子钟的要求,要想取得准确的时间,我可以表好,比如说是欧米茄,我也可以天天和中央人民广播电视台对表,一个是表好,一个是勤对,如果不能勤对,那就是表好。但是如果GEO和IGSO我随时可以看得见,我随时都可以对表,因此在国内设站的条件下,可以实现勤对表。这样降低了对星载原子钟的技术要求,给我们国家发展高精度原子钟争取了时间,不是不发展,我们还是要发展。但是想立刻拿出来,这个拿不出来。这个不像包饺子,这个需要一个国家,有时候需要十年,甚至更长。国外比我们时间还要长,我们必须要一个发展的时间。

      我们既然避开了两个发展的瓶颈,我们还要充分发挥GEO和IGSO的利用率高的特点,我们不是搞全球系统,而是一个区域系统,我们一会可以看到这个区域系统究竟有多大。

      对于区域系统来讲,我们说这两种卫星的利用率是可以达到80%以上的,对于MEO我们国家的区域系统来讲40%,差了一倍。利用率高就意味着我们可以用比较少的卫星来达到同样的效能,这个是划算的,投入性能比也比较好。

      在具体设计当中,经过了很多的探测,五个GEO和五个IGSO也就是十个卫星取得了满意的效果,对于覆盖区域大体上也接近地球的三分之一。

      作为北斗二号,第一期就是区域系统,第二期就是全球系统。第一期星座就是5GEO+5IGSO。在赤道上分布了五个红点,就是地球同步卫星,同时在蓝色的地方是IGSO卫星,红色是不动,蓝色是沿着轨道运动。

      如果说按照测距误差是两米的话,我们可以达到,甚至更高一点,我们估计一下这个系统究竟怎么样?我们给了一个图,这里分成几种颜色,绿色、蓝色、红色,绿色里面是由数字组成的。如果是6,这个就表示24小时之内最大的标准差是6米。蓝色的6,这个就不是6米了,是定位精度16米,红色6是26米。我们最关心的是橙色的,为什么最关心这个呢?这里有很多的蓝色的符号,都是美军在我们国家周边的军事基地,美军军事基地放在这里我们不关心行吗?不关心我们很可能会得到和伊拉克、利比亚、科索沃一样的结局。所以把最关心的放在这里,我们基本上6米到7米的样子,我们精度GPS也是一样。

      刚才我们还讲了,采用这种卫星是利用率非常高,充分利用了利用率高的特点,其实这不是最早的方案,最早的方案是采用地球同步卫星和美国GPS一样大MEO卫星,这个方案已经上报给江泽民,而且得到了首肯。

    4GEO+12MEO效果是一样,我们最关心就是北半球,也就是说用16颗卫星还赶不上10颗卫星的性能好,就是我们重新发挥了IGSO和GEO利用率高的特点。总结起来就是前面的避短扬长,避开我们的瓶颈,扬长高利用率。

      区域系统有区域系统的优势,系统级的广域差分,这个是美国人为了降低民用精度搞的SA,这个就是人为加入轨道误差和钟差误差,就是从30米降低到100米,美国民用最开始测试是30米,结果达到的是20多米。但是美国军方认为这个不行,因为民用美国人可以用,那世界其他军方也可以用,那就是降低到100米,当时为了解决这个问题,其实也是美国先提出来的,就是差分。最后发现比较好就是广域差分,广域差分原理很简单,就是布测一些参考站,这些站我是精确知道的,我也是利用GPS定位,利用你不对我来反求出来卫星轨道偏了多少。为了做到这一点,需要建立差分参考站,像我们国家需要20来个。

      另外需要计算中心,还要通过注入站向地球同步卫星发射,把数据发射给卫星,地球同步卫星再告诉用户,这个同步卫星是GPS以外的。参考站观测卫星,通过注入同步卫星向用户发播修正参数,精度从100m提高至5m左右。

      广域差分有一个特点,就是区域的,不是全球的,我的用户在监测站范围之内用这个东西,另外是用户级的系统,GPS系统已经建成了,如果要增强,就是进差分站搞注入中心,再发同步卫星,但是发播的信号是一样的,所以不是原来的系统级,是一个用户级的系统。它的功能是可以提高轨道和钟差的精度。它只能提供参考站内的用户,站外就不灵。你是靠站来监测卫星,求出修正值,我们说MEO卫星是东西转的,如果转到东边,你东边用户可以看到这个卫星,但是你监测站测不到这颗卫星,因此就没有修正值,用起来就不太好用,用户跑到美国在我们这毫无办法。

      美国人像欧洲搞的系统都是这样,要建立广域差分系统,需要建立参考站、计算中心、注入站、同步卫星,我们计算中心有了、导航系统本身有计算中心,导航系统本身有注入站,导航系统本身就有五颗地球同步卫星,因此我们就建立一个系统级的广域差分的系统,就在建北斗系统的时候,就把广域差分系统融在里面。一般叫做二级监测站,指的就是这个。

      应该说这是我们建成的第一个系统级的广域差分系统,显然这个投资要少的多,性能也会好的多。同时不仅仅是对一个系统,只对北斗进行广域差分服务,因为同步卫星多,因此在信号编排格式的时候,既可以为北斗发播差分信息,也可以为GPS,同样也可以为伽利略发播差分信息,就是有可能能够为三个系统服务的广域差分系统。

      同时可以为北斗全覆盖区提供差分服务,就是我们覆盖区是比我们国土要大的多的区域,按照一般的广域差分你必须在国土内。不管用户在最东边还是在西边,你看到的卫星就是十颗IGSO和GEO,这十颗在国内监测站随时随地都可以监测,我可以为广大的区域提供广域差分服务,这个是以前的广域差分系统所没能做到的,当然只限北斗,对GPS不灵,对伽利略也不灵,也就是监测站的范围之内,对北斗可以更广泛一些。

      另外在建设阶段可以规避一些风险,最主要的技术风险就是轨道开始的时候可能测不准,我们的钟差也可能测不准,广域可以进行很好的修正,可以规避一时达不到设计指标所带来的影响,达到很好的结果。正像我们前面讲的,在GPS做广域差分的时候,我们可以从100 米提高到5米,我们开始做也不至于差到这个程度,从某种意义上讲,这个是很主要的规避风险的的措施。

      我们讲到北斗的情况,尽管是很简略的,我们可以把北斗的特点综合的讲的叙述一下。实际上卫星导航系统是很复杂的系统,有很多方方面面的问题。

      第一个是绕过发展阶段技术瓶颈,充分利用区域的有利条件。

      第二个是性能投入比比较高的系统。

      第三个是具有系统级广域差分的系统,覆盖最大的差分导航系统。

      另外能够规避主要的技术风险,具有位置报告的功能。位置报告北斗1号就具备,北斗2号继续使用下来。位置报告就是搞GPS,如果一个车出去了,我可以知道我现在在哪?但是我家里不知道,要想让我家里知道,那就需要通讯设备。但是作为一个系统本身,就具备这样的功能,这个是很重要的。

      如果说我需要位置报告,需要把我的位置报告给指挥部,比如我渔船出海了,我需要把位置随时报告给指挥部,如果有台风指挥部会随时告诉我,这个就很重要了。手机系统到海上都不灵了,因为没有基站,卫星系统可以,可以通过卫星系统。但是卫星设备有多大呢?GPS用户机手掌这么大,GPS辅助设备大很多,我说的是卫星通讯设备,而不是手机。如果没有基站怎么办?还有就是很重要的备份手段。

      比如说汶川地震的时候,很多通讯手段不灵了,所以中央不知道汶川震到什么程度,灾情怎么样,多大范围都不知道。最早把消息传出来的是我们抢险部队带的北斗接收机,相当于短信发播出来的,这个是最早得到的消息。当然也有遗憾,这种消息报了几天就没有了,因为没电了。当然北斗1号耗电量比较大,这个也是不足的地方,这个也是具有优势的地方。

      北斗是第一个实现三频发播的卫星导航系统,美国人GPS现代化要增加一个频率,为什么发播这个频率,因为民用用处很大,只有一个频率,消除不了电频层。当然第三频还有一个作用就是搜索。尽管美国人第一个提出来的,但是很可能我们是第一个实现的。美国人这么早提出来,为什么实现不了呢?这里我猜可有点原因,因为美国系统已经发上去了,坏一个发一个三频卫星上去,要全坏了,那得坏30个。那仓库存了十几、二十个卫星,那些存的卫星不是第三代的,不是现代化的,因此从经济上考虑,现在把库存放上去,开始达到寿命期的卫星补发还不是现代化的,这样看来可能还需要一段时间,但是我们现在就是三频发射。

      刚才说了优势的地方,也有不足的地方。一个是GEO卫星工作期间有断点,按照规定GEO需要轨道微调,因为天上只有一个赤道,高度是三万六千公尺,所有通讯卫星都挤在圆弧上,所以国际电联有规定,每个卫星有一个规定,你向左、右不能偏出一度,卫星一偏0.1 度,就马上调整回来。这是按照规定要做的,这个不是我们的事,我们只是遵守。但是有一段时间会影响到定轨精度,我们能够达到卫星导航的系统,需要两天到三天的观测数据,但是只要进行轨道微调,这个从现在开始就不是原来的轨道,而是新的轨道。对于新的轨道必须观测两天到三天的数据,你才能订出比较准确的有满足条件。那这三天你卫星怎么办?这卫星不能用了,这就是一个问题。

      对于这个问题,现在的办法就是快速定轨,就是精度差这么一点,但是我也能用,而且这个工作还再继续进行,我们争取更短的时间,使得工作的断点尽量缩短。我们通过系统级广域差分,新轨道广域差分不需要很长的时间,很短时间就可以测出来,甚至几秒钟就可以测出来,这时候一旦发生轨道微调,我就可以用这套系统及时发布修正值,这个需要更高的数据更新率,原来就不太适用,这个是可以解决的技术。

      第二位置报告或者短信通信含有小功率的发射,这个比北斗1号压缩更短了,而且资源有限。我们在北斗1号宣传的时候讲,通讯可以进行短报文,用户真的发展起来,你会发现不够用。那时候说是150万/小时次服务,但是我们时间每小时的数还除3600秒,就是每秒可以服务多少,这样的容量大家都用,都用就塞满了,就服务不了。北斗2号同步卫星5个,另外在报文上可以做点文章。

      还有一个问题,因为发射功率,就容易暴露。从军事来讲容易被对方侦查到,或者有被侦查到的可能。再有就是功耗体积都不容易下来,解决办法就是按需求分配。并不是所有的用户都需要报告,并不是所有的用户都需要短信,你不必都拿这种接受器,也不必都生产这种接受器,而且我也不是每秒都来发报,或者每分钟都报告,你汽车跑出去了,三五分钟报告一次足够了,有的甚至半小时都没有动。比如我指挥全球的系统,就没有必要几秒钟报告一次,这个也是按需求分配。另外合理的控制和利用资源,这个资源是有限的,就是怎么样合理的控制。

      比如普遍的短信不能发了,这个不是笑话,真有这种事。还有局部地区功率增强逊于GPS,我在天津地区的信号可以增强,GPS可以增强30分贝,我们只可以增强15分贝的样子,我们抗干扰能力不如GPS,这个等待二期工程的改进。

      还有就是一些技术细节和衔接的问题,作为一个复杂系统,需要发现和改进的磨合期,请大家耐心一点,不是系统发在天上就达到系统指标,对于复杂的系统不大容易做到这一点。我们的技术指标是按照美国GPS差不多的指标来定的,但是美国人从发射卫星开始,到达到所谓的技术指标,是发展二三十年,一开始就没有这个精度,也没有这个性能,所以对于各级领导和级别用户要有耐心。

      当然也有性急的同行,去年我就听到这样的报告,就是北斗和GPS放在一起比,北斗不如GPS,这个话不是这么说的。我说你做实验的时候,北斗做实验的时候有几颗,他说有5颗,如果用GPS相比,你用GPS12颗卫星和北斗5颗比,这个怎么对比?这个就是年轻同志太性急,如果对比我建议放在见面,这种实验做的很有意义,但是不能用来对比,而是证明北斗系统可以工作的,至于精度以后再说。

      也就是说北斗系统不会像GPS这么成熟,也就需要一定的磨合期。我认为优势的地方和不足的地方都如实报告给大家。

      我们2020年要搞全球系统,北斗2号的二期工程,我们区域增强的全球系统,全球都可以导航,就是在我所关心的区域的精度最好、性能最好超出其他地区。因为军用、民用都是我国在内的较大的区域性,我们增强就是把类似于GPS的系统,比如27颗MEO全球转的卫星,又把IGSO和GEO加起来了,这样就是两个区域星座的叠加,这个性能要好多了。

      比如说GPS卫星27颗我可以全都看到,再叠加这8颗卫星我就可以看到35颗卫星。

      星际链路示意,我们卫星对卫星进行测距,这样就构成一个高精度的多面体,我监测站观测可以看的见的卫星,中心站对诸卫星进行定轨,这就是一种方式。

      还有就是对卫星地面的标靶,主卫星对诸卫星定轨,计算各个卫星的轨道再发给各个卫星,这个解决了跟踪比地面站跟踪更高,因为天空卫星对卫星的观测没有大气的影响,而且频率更高,也可以很稳定的工作,这个就意味着分辨率增高了。

      这两种模式究竟采用哪种,现在都在讨论当中。这个首先是美国人提出来的,到现在恐怕提出来快30年了,他是叫做卫星自主定轨,就是卫星自己就把轨道定了。但是到现在为止,从提出来看已经30年了,没见它有像样的成果公布。测距很容易实现,但是跟地面建立不起联系,从坐标系统的定义来讲,你只进行测距是相视性,就是可以转和跑,但是跟地面没有联系,从轨道来讲,没有定向。作为这么远卫星,两万多公里,卫星跟卫星之间的距离超过这个数,定向是非常困难的,精度是千分之几秒,这样理论上可以做到,太空望远镜可以做到,但是如果每各卫星都装太空望远镜,这个成本和工艺都带来相当大的问题。美国人说,我们理论上是可以做到自主定轨,但是代价比较大。

      我们不是为了自主定轨,我们要解决的是不能全球布站的问题,我们把问题简化了,指标落地了。为什么不提自主定轨呢,现在很多人还在提我们是自主定轨,其实也不完全是,还是靠地面站。

      美国的出发点是什么,我一旦地面站遭到对方攻击,我可以自主定轨,不影响导航。首先中国把卫星打掉了,美国俄罗斯都打,至少这三个国家都具备摧毁卫星的能力,在这种情况下,如果把你卫星摧毁了,还搞什么自主定轨,所以情况变了,观点也要变,当然这是我个人的看法。

      十年来我们原子钟取得快速发展,届时渴望取得突破,预计2020年实现。

      最后一个问题是北斗与相关产业,标题列出来了,我发现我没有能力把问题讲下去,因为需要又懂得北斗系统,知道技术很清楚,又对产业很熟悉,又对用户很熟悉,这个是要挂两头的,上挂系统,下挂用户。

      有些想法提供给客户,与其他系统相比,北斗的区域在于优势,不是全局的优势,而是区域的优势。就像解放战争的时候,国军兵力200万,共军30万,就全局来讲国军是有优势,但是在局部来讲,共军聚集大量人群,这样可以取得局部优势。我们说北斗的优势,目前来看就是在这里,我并不是全面比GPS怎么样,而是我在关键区域和GPS相差不多,甚至还比他强。

      北斗比较安全,举一个例子,我们现在的通讯系统,不管GSM还是CDMA都需要时间同步和频率校准,都用的GPS,有一些在河南省某地区,两三天手机全不灵了,就是因为有一个研究所做了一个时间,把GPS干扰了,所以时间同步都不行了,因此系统就不干活了,事后发现是时间同步问题。如果美国人搞一点小猫腻的话,那就不是两三天问题,也不是局部地区的问题。

      另外我们具备开发双系统应用的有利条件,双系统就是我的模片既可以做GPS又可以做北斗,并不是做双系统。去年有一个学者说,做双系统是北斗“傍大款”这个问题不能这么说,双系统应用最早是美国人先搞的,那个是GPS和另一个系统双应用,双系统一方面是一个系统出问题,一个做补充,两个系统同时用会有提高,性能会提高很多。用户不关心精度是7.8米还是8.7米,还是很关心在北京用很好,但是在天津为什么不行。这种问题就可以大大缓解,我们做过实验,作为GPS高度角大于35度的卫星,需要四颗卫星才能定位,所以在城市经常出现这个问题,对于打仗复杂地形也容易出现。这个就不是三颗多,而是变成七颗,这个问题就可以大大缓解。

      主要看性能提高上,实际上GLONASS一开始是在1990年,20年前就已经有了双系统,所以说“傍大款”我是不同意的,不知道年轻同志对于Ashtech开发双系统怎么看,我估计那个时候他还太小。

      应用双系统比任何一个单系统更具有优势,不单纯的是补缺。国内有目前唯一的广域差分,当时国内广域差分没有健全,GLONASS根本没有,我们可以对GPS和伽利略都可以进行差分。对于产业来讲,我希望要充分利用系统的优势,来创造优势的产业,谢谢大家!

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