刘经南教授：让北斗点亮美好生活

人物小传

1943年7月出生的刘经南，中国工程院教授，武汉大学教授，博士生导师，国家卫星定位系统工程技术研究中心主任。长期从事地球测量理论和应用的研究和教学，在地球测量坐标系理论、北斗卫星导航定位技术、软件开发和重大项目应用等方面做了一系列开创性工作。获得7项国家科技进步奖、30多项省级奖项和“全国先进科技工作者”荣誉称号。

无人驾驶车辆在复杂路况下稳定行驶，智能农业机械在田间自动耕种，重大工程建设实现远程监控和精确控制...在日常生产和生活中，人们通常可以感受到卫星导航和位置服务行业的重要作用。

五月十八日，中国卫星导航定位协会发布了《2025中国卫星导航与位置服务产业发展白皮书》，白皮书显示，2024年，我国卫星导航与位置服务产业产值达到5758亿元，约2.88亿部智能手机支持北斗定位功能，电子导航地图北斗定位服务日均调用量达到6000亿个，北斗高精度车道级导航已基本实现全国城市道路覆盖。

北斗卫星导航系统是目前世界上最精确、功能最多的卫星导航系统之一，我们可以自信地说。“中国工程院教授、武汉大学教授刘经南是参与三代北斗系统开发建设的专家，也是中国卫星导航定位工程应用领域的先锋之一。在全球卫星导航系统中，他致力于大地测量坐标系理论（GNSS）研究技术应用，突破多个关键难题，不断提高北斗系统的服务质量，帮助创造更好的生活。

从地面到太空

利用卫星定位技术解决实际问题

处理好坐标转换问题，是卫星导航系统研究的重要基础，也是刘经南几十年科研生涯中令人印象深刻的突破。

自20世纪70年代以来，随着一些国家建立了自己的卫星导航系统，如何转换卫星测量基准的地心坐标系和传统的道路地球坐标系逐渐成为当时世界前沿的研究方向。1979年，获得武汉测绘学院(武汉大学测绘学院前身)研究生学位的刘经南投入了相关研究。

坐标转换，意味着使卫星测量数据更容易被人们使用，可以解决生产生活中更多的具体问题。他说：“当时世界上有些科学家各自提出了三种有关两个坐标转换的模型，但是到底谁优谁劣争论不休。”刘经南说，在读研期间，他对这个问题进行了研究。他一遍又一遍地演绎，最着迷的时候，“数据和公式都会发生在梦里”。最后，他首次证明了三种模型的等价性，在一定程度上为GNSS的应用发展提供了理论依据…

善于学习是刘经南最大的特点。本科生在武汉测绘学院学习天文地球测量专业。在攻读研究生学位之前，他在物理探索队工作了11年。他经常不得不携带厚重的检测仪器，在深山密林中行走，进行野外测绘。夏天和虫蛇在一起，冬天又冷又冷。当时他就想:如何通过现代技术手段让测绘工作不再那么辛苦？

这段经历帮助刘经南找到了未来几十年的研究方向。几经波折，1986年，他回到母校执教后，正式开始了卫星地球测量和全球定位系统。（GPS）相关技术研究。

20世纪80年代，中国对西部油气资源进行了检测。刘经南来到柴达木、塔里木和准邈尔三大盆地，协助石油部门处理卫星定位数据。他说：“当时我们国家的坐标系在沙漠地区的高度并不准确，偏差可能达到几米。”刘经南说，在油气勘探中，偏差每增加1米，钻井成本可能会增加100多万元。经过计算，他创造性地提出了一套GPS三维地心坐标向量至高斯二维坐标的转换理论，通过卫星定位的方式，创造性地提出了一个数学模型，使塔里木沙漠地区的卫星定位标高精度优于1米。

高精度测量岛礁，实时监控水库蓄水情况...刘经南积极推动研究成果满足社会需求，将全球卫星定位技术应用于多个领域，努力解决各种实际问题。

从跟跑到领先

提高北斗系统高精度定位服务水平

在北斗系统建立之前，中国的卫星导航增强服务系统长期依赖美国的GPS。“他们提供的服务精度不算太高。”刘经南说，比如用GPS定位观察武汉沿江大道上的汽车，会发现位置有时在长江，有时在屋顶，有时偏离近100米。

针对这种情况，刘经南提出了分布式广域差分技术的思路，适合当时中国的技术水平，区分和“模型化”GPS观测误差源，然后根据其随时间变化的速度差异，将计算出来的偏差修正值数据分别通过三种通信链传输给客户，以满足用户定位中的误差调整需求，提高其GPS定位精度。他说：“我们按照新的思路进行实验，将近3000公里的差距，可以达到3-5米的实时定位精度。”刘经南说。

但是真正防止技术受制于人，还是要有自己的卫星导航系统。

1994年，北斗一号项目正式成立。此后，刘经南带领团队克服了北斗系统的诸多问题，完成了相关技术从跟进到领先的飞跃。作为第一批参与北斗方案策划的专家，他提出中国应该建立一个基于北斗一号的独立可控的广域GPS差异增强试用系统，基于北斗一号的双向通信功能。在北斗一号，专家团接受了这一建议，实现了广域GPS差分功能，并一直改进到北斗三号全球系统。

2012年，中国北斗卫星导航系统正式为亚太地区提供服务。刘经南团队提出了建设国家基础增强系统的创新方案，并在湖北建立了示范项目。

“北斗基础增强系统湖北示范工程采用具有完全自主知识产权的软硬件产品，通过增强路面基准站网，建成30个北斗连续运行基准站及相应的控制服务系统，实现北斗系统高精度导航定位服务。“刘经南说，项目成功后，在全国范围内迅速推广，建立了覆盖全国的广域即时精密定位服务体系，构成了全国分米级、重点区域厘米级的定位服务能力，打破了国外在高精度卫星定位领域的垄断地位。

从科学研究到产业

探索北斗与新技术融合的新业态

在武汉光谷北斗大厦、武汉梦心科技有限公司的实验室里，技术人员将16个不同生产批次的单北斗定位模块放入实验箱中，设置一定的温度，记录定位精度和定位时间在零下40℃至零上80℃范围内，检测其性能的一致性。

梦芯科技成立于2014年，是一家专业从事北斗高精度定位芯片设计和精准定位服务的高科技企业，由刘经南担任首席科学家。“在刘院士团队的支持下，我们开发了国内第一个40纳米量产的北斗导航定位芯片，实现了厘米级定位精度。梦芯科技首席技术官王奇君表示，企业开发的三代北斗芯片、模块等产品广泛应用于智能驾驶、智能城市、共享出行等领域。

作为提供时空标准的基础设施，北斗系统具有自然结合的特点。目前，北斗正和5G、随着大数据、人工智能等技术的加速融合，越来越多的新业态将诞生。”刘经南说。梦芯科技所在的北斗大厦汇集了10多家北斗相关企业，形成了从R&D、生产到运营管理的全产业链。

"科学技术的发展需要一代又一代的努力，我们需要为年轻人提供更好的学习条件和更广阔的发展空间。”刘经南一手抓科研创新，一手抓人才培养。在担任武汉大学校长期间，他积极营造跨学科教学氛围，倡导与社会服务相结合的培养模式。自1997年以来，刘经南和其他几位教授一起为武汉大学本科生讲授“测绘总论”等科目。妙语连珠的“小段子”经常出现在他的课堂上。：”“你从哪儿来，去哪儿？这个问题不仅是思想家的问题，也是导航研究的问题…

展望未来，刘经南表示:“下一步，要让精准的时空位置服务进入深地、海底、深空、深网等领域，不断提升北斗系统的应用效益和社会价值，进而构建更加结合智能的综合时空系统。”

标题:中国工程院教授刘经南立志研究卫星导航系统的技术难题——让北斗点亮美好生活。

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原题：“刘经南教授：让北斗点亮美好生活”

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