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1、标准体系构建方法研究以北斗卫星导航系统为例 冯霞 摘 要： 随着信息化技术的发展和卫星导航系统建设的不断加快, 北斗卫星导航系统的产业化和巨大的应用服务需求对标准体系的建设提出了迫切的要求。在对已有文献梳理的基础上, 通过对卫星导航标准体系构建方法的比较分析, 并结合标准体系的构建方法, 概括提出了北斗卫星导航标准体系的构建原则、构建流程, 为北斗卫星导航或其他系统标准体系的构建提供参考。关键词： 北斗卫星导航; 标准体系; 标准体系框架; 标准体系表; 作者简介：冯霞, 身份证号码:370783198604283806 工程师, 博士;研究方向:3S 技术及其标准化。卫星导航系统是保障国家经
2、济建设和国防建设的重要的基础设施, 是一个国家综合国力的重要体现。为了提高卫星导航定位的自主性、安全性, 我国自 19 世纪 80 年代启动了北斗卫星导航系统的建设, 计划到 2020 年完成系统全部卫星的发射, 届时向全球提供服务。北斗卫星导航系统是全球卫星导航系统的重要组成部分, 是世界上首个集定位、授时和报文通信为一体的卫星导航系统。由于我国的北斗卫星导航系统起步较晚, 与较成熟的 GPS 等还存在较大差距。目前, 国际国内导航市场已基本被 GPS 和 Glonass 占领。北斗卫星导航产业的发展是一个系统工程。要实现北斗产业的快速健康、制度化、规范化发展, 离不开北斗卫星导航标准体系的
3、建设。1 标准体系构建现状标准体系是指一定范围内的标准按其内在联系形成的科学的有机整体1。标准体系的构建是一个系统工程。李冬航2将卫星导航标准体系定义为:属于卫星导航领域技术和涉及其产业化应用范畴的有关标准, 按照一定的原则和规律, 所构成的一个内涵与外延相对和谐统一、有机联系的整体。北斗卫星导航标准体系的建设是北斗系统产业化的基础。制定科学、合理的标准体系可以对当前和今后一段时间内北斗导航技术及应用发展进行整体的规划和指导。北斗系统建设初期, 标准体系的建设工作主要是依托具体的项目开展的。国家发改委于 2003 年 11 月批复了“卫星导航应用系统标准研究制定”专项。根据“北斗二号民用市场开
4、发与产业化”中有关标准化项目的需要, 国防科工委于2007 年 7 月成立了“卫星导航应用论证平台”标准工作委员会, 这两个项目的启动切实有效地推动了北斗卫星导航标准体系的建设工作。随着北斗卫星导航系统的发展以及导航信息应用服务需求的增长, 北斗卫星导航标准体系的重要性得到了广泛的认可, 其建设也已经迫在眉睫。近年来, 有大量学者和研究机构对卫星导航标准体系的构建进行了研究。通过对已有文献的概括分析, 可以得出:目前, 北斗卫星导航标准体系的研究可以归结为三类。其中一类文献注重整个标准体系的构建方法和流程。徐瑞等3结合导航标准体系的范畴和设计原则, 提出了从局部到整体的导航标准体系构建方法。李
5、冬航等4提出标准体系的构建包括标准体系框架的研究与设计、标准需求分析、现行标准的研制和制标模型的设计三个方面。张之学等5在梳理和分析国内外已有卫星导航运行维护技术及相关的运行维护标准的基础上, 开展了卫星导航系统运行维护标准的需求分析, 并设计提出了一种卫星导航系统运行维护标准体系。文献6,7,8,9认为标准体系包括标准体系框架及体系表两部分。标准体系框架的确定都是以系统的总体需求、技术和市场应用及标准化现状为基础, 并在标准体系框架的指导下, 确定标准需求及标准体系表。一类研究重点关注标准体系框架的构建, 作者分别从不同的角度, 采用合适的方法构建北斗卫星导航标准体系框架。最后还有部分研究者
6、从建言献策的角度, 对导航标准体系的构建给出了工作建议。如:刘春霞等10首先分析了北斗卫星导航系统标准体系建设的必要性, 然后介绍了北斗卫星导航标准体系建设的现状, 指出了目前标准体系建设存在的弊端和不足, 最后给出了促进北斗导航系统标准体系建设不断发展与完善的建议。2 标准体系的构建原则原则为标准体系的构建指明了方向。为了构建科学、合理的标准体系框架, 需要有原则做顶层指导。王洪民11认为标准体系的构建, 要坚持“核心知识产权和自主创新、开放兼容和国际接轨、科学和系统”三项基本原则。陆静等6通过对标准需求及我国卫星导航标准现状的分析, 并结合北斗卫星导航系统工程建设的“开放性、自主性、兼容性
7、、渐进性”的基本原则, 提出北斗卫星导航标准体系构建的“统一性、开放性、自主性、兼容性、渐进性”五项原则。徐瑞等3结合导航标准的应用范畴和导航标准体系的三个特点, 制定了构建标准体系的三项原则为结构性原则、协调性原则和完整性原则。文献3,6,11从不同的角度给出了北斗卫星导航系统标准体系的构建原则, 但是都存在一定的片面性。结合北斗卫星导航系统自身的特点, 本文对文献3,6,11给出的原则进行重新整理概括和分析, 给出北斗卫星导航系统标准体系的构建原则如下:(1) 坚持科学和系统的原则11。标准体系的构建是一个系统工程, 必须坚持科学和系统的原则来建设北斗卫星导航标准体系。从标准体系自身考虑,
8、 标准体系要具有科学性, 必须要满足“结构性、协调性、完整性”的原则。结构性是指标准体系要具有合理的结构, 层次清晰, 各层次、各类别间的界限明确。协调性是指标准体系中的标准不是孤立存在的, 而是具有一定的相关关系。体系中每个标准的制定都要考虑与其他标准的协调性, 标准与标准之间要避免交叉重复或相互矛盾。完整性是指在当前阶段, 标准体系尽量做到不遗漏标准。(2) 坚持核心知识产权和自主创新的原则11。北斗卫星导航系统是我国具有自主知识产权的卫星导航系统。标准体系的建设应立足于自主研制的北斗卫星导航系统, 编制富有中国特色和核心自主知识产权的卫星导航标准体系6。(3) 坚持开放兼容和国际接轨的原
9、则11。多系统融合是未来卫星导航技术发展的必然趋势, 同时多系统兼容应用将是卫星导航应用产业发展的主流。世界各国卫星导航系统的发展将在相互竞争中逐渐形成合作以谋求共同的发展。因此, 标准体系的研究将朝着开放兼容和与国际接轨的方向发展。(4) 坚持渐进性的原则6。随着北斗卫星导航技术和应用的发展, 不断有旧标准被淘汰, 同时又有新的标准需要制修订。标准体系的建立是一个不断更新和完善的过程。3 标准体系构建方法标准体系包括标准体系框架和标准体系表两部分。标准体系的构建首先是设计标准体系框架, 然后在框架的指导下列出标准体系表。标准体系框架的构建是建立标准体系的重要工作, 为后期标准体系表的制定提供
10、顶层设计。所以, 此处标准体系的构建方法主要介绍标准体系框架的构建方法。通过对文献的概括分析, 标准体系框架的构建主要包括以下三种方法:(1) 直接借鉴或参考已有的标准体系框架。刘淳等12参考我国国家标准体系, 并结合卫星导航应用的行业特点来构建标准体系框架, 其中一级分类采用与国家标准体系相同的分类方法, 二级分类结合卫星导航应用的行业特点来进行。文献11的卫星导航标准体系一级分类参考我国国家标准分类方法, 选取了适用的分类项目, 二、三级分类参考美国 GPS 和我国 GPS 标准体系的内容。(2) 采用专门的系统分析方法。王春卿等13从大型、复杂信息应用系统的角度, 借鉴大型分布式软件系统
11、分解常用方法视角分析法, 来构建地理信息导航和位置服务系统标准体系框架, 并采用 UML 类图表达地理信息导航和位置服务标准的层次结构及内在逻辑关系。(3) 根据技术、标准、产业发展现状, 制定标准体系框架。文献2,4,5,6,7,9,10根据北斗卫星导航系统的建设历程、产业发展规划及市场环境, 结合系统的功能组成及特点, 并借鉴国内外卫星导航系统技术及标准化建设的先进经验, 构建系统标准体系框架。其中, 文献2从不同的视角对卫星导航系统进行分析, 综合考虑不同视角下系统的特点, 构建标准体系框架。徐瑞等3将标准体系框架的构建方法概括为从局部到整体的建立方法和从整体到局部的建立方法。笔者认为从
12、局部到整体及从整体到局部的标准体系框架构建方法都存在一定的片面性。作为一个大型复杂系统, 从整体到局部的标准体系构建方法对北斗卫星导航系统来说非常困难。但是从局部到整体的建立方法, 在建立之初, 缺乏顶层设计的指导, 会造成小体系之间协调性差的问题。因此, 在标准体系构建的过程中, 应综合运用局部和整体信息, 既要发挥整体目标的统筹优势, 又要保证局部标准细节对整体框架的支撑作用。4 标准体系的构建流程通过对文献的总结分析, 本文给出北斗卫星导航标准体系构建流程如图 1 所示。图 1 北斗卫星导航标准体系构建流程 下载原图(1) 确定标准体系范畴。根据北斗卫星导航系统发展的总体需求, 以及应用
13、系统的不同功能需求, 借鉴或参考国外导航系统, 并结合标准体系的构建原则, 确定北斗卫星导航标准体系所包含的标准的范围。(2) 标准体系框架的研究与设计。在标准体系范畴的指导下, 结合北斗卫星导航系统及行业特点, 选择合适的标准体系框架建立方法, 构建北斗卫星导航标准体系的框架。(3) 标准需求分析。在标准体系框架的指导下, 结合国内外行业技术发展、市场应用情况, 及标准研制现状, 选取重点领域确定具体的标准急需研制项目。(4) 制定标准体系表。全面整理卫星导航系统标准, 包括现有标准、正在制修订中的标准及标准需求, 将标准分门别类归入到标准体系框架的小类中, 形成北斗卫星导航标准体系表。根据
14、标准体系表, 对标准体系框架进行修改和完善, 构成一个循环往复、不断优化完善的结构。5 结语北斗卫星导航系统是我国自主研发的具有自主知识产权的卫星导航系统。标准体系的构建将对北斗卫星导航技术的发展及产业化具有重要的意义, 最终将带动国防信息化建设及国民经济能力的整体提升。北斗卫星导航标准体系的建设将是一个复杂的系统工程, 构建流程包括标准体系范畴的确定、标准体系框架的设计、标准需求分析、制定标准体系表四部分。标准体系将随着技术和产业的不断发展而不断被更新和完善。导航标准体系的建立是一个不断更新、改进和完善的动态过程。参考文献1李春田.标准化概论 (第四版) M.第五版.北京:中国人民出版社,
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