七天科技博览(10月18日)

【本期导读】

1.  新冠病毒感染后免疫力能持续多久?(重要且实用的发现,值得一读)

2. 世卫组织:瑞德西韦、羟氯喹等对治疗新冠似乎疗效甚微

3. 新冠疫情中,全球碳排量大幅下降

4. 世卫组织建议新冠疫情期间5个群体接种流感疫苗

5. 北斗系统总设计师杨长风:北斗芯片都是“中国芯”

6. 中国空间站进入全面实施阶段

7. 除了手机导航,北斗还有哪些创新应用

 

 

新冠病毒感染后免疫力能持续多久?

据世界卫生组织统计,截至2020年9月29日,全球已有33,249,563 例确诊新冠肺炎病人,死于新冠感染者已达1,000,040人。研究显示,感染新冠病毒后人体能产生应对新冠病毒的抗体和T细胞,但这些免疫力能维持多久尚不清楚,且不同团队的研究结果也不一致。有研究团队在新冠病毒感染一个月后检测新冠病毒抗体的动态变化,发现一个月后轻度感染和重度感染患者的抗体都会减少,提示针对冠状病毒的抗体免疫寿命可能很短。另一项研究观察了新冠病毒感染后4个月病人体内的抗体水平,发现新冠病毒特异抗体会在病毒感染后快速升高并在4个月内一直处于相对稳定的水平。然而,第一次病毒感染治愈后发生第二次病毒感染病例的出现,加剧了人们对感染后免疫力及疫苗预防新冠病毒感染时效的疑虑。

为明确新冠病毒感染后抗体能否在人体内长期存在,上海交通大学医学院附属瑞金医院国家转化医学中心、上海血液学研究所、医学基因组学国家重点实验室、上海市公共卫生临床中心与中国食品药品检定研究院合作,对新冠感染者进行了长期监测。研究人员分析了感染2周至1个月、1-2个月及6-7个月后病人血浆样本中IgG抗体的表达水平,发现在感染6-7个月的血浆样本中,抗新冠病毒IgG抗体相较于病毒感染后2周至1个月及1-2个月有所降低,但仍维持在一个很高的水平。研究人员进一步分析了感染后2周至2个月与6-7个月的血浆样本中新冠病毒中和抗体的水平,发现所有样本中均存在高活性的新冠病毒中和抗体,且在2周至2个月与6-7个月的血浆样本内的中和抗体水平没有差异。这一结果说明,具有保护性的中和抗体在新冠病毒感染半年后仍在人体内稳定存在。研究人员还分析了感染了6-7个月后康复者血液中针对新冠病毒的记忆性T细胞的存在情况,发现所有检测样本中均存在能针对新冠抗原产生应答的CD4和CD8 T细胞。

引起今年新冠疫情的病毒是614D型新冠病毒,但最近出现了614G突变株,使新冠病毒具有更强的传染性。人体感染614G变异型病毒能否产生足够的保护能力因而成为一个备受瞩目的问题。目前针对新冠病毒的疫苗都是基于614D型病毒设计的,这些疫苗能否保护人体免受614G病毒感染,也令人担忧。为回答这些问题,研究人员进一步分析了从血浆样本中采集的抗体对614G模拟病毒(或称假病毒)的中和能力。他们发现,尽管大部分病人6个月前感染的是614D型新冠病毒,他们的血浆样本对614D和614G两型新冠假病毒具有同样的中和能力,提示感染了614D病毒的感染者同时获得了应对614G病毒的免疫力,因此推测基于614D的新冠疫苗应该是值得信赖的。(科学网)

 

世卫组织:瑞德西韦、羟氯喹等对治疗新冠似乎疗效甚微

新华社日内瓦10月16日电(记者刘曲)世界卫生组织日前表示,由其主导的新冠“团结试验”中期结果显示,瑞德西韦、羟氯喹、洛匹那韦/利托那韦和干扰素等疗法似乎对住院患者的28天死亡率或新冠病人的住院病程影响很小或没有影响。

据世卫组织15日发布的“团结试验”中期结果,该项目涉及30个国家的405家医院,共有11266名成人新冠患者被随机分配到各个药物组别,包括瑞德西韦组、羟氯喹组、洛匹那韦组、干扰素加洛匹那韦组、干扰素组,以及不使用研究药物组。

结果显示,没有任何研究药物能明确降低新冠患者死亡率、开始使用呼吸机时间或住院时间,上述治疗方案对新冠患者住院治疗的影响很小或没有影响。世卫组织同时表示,“团结试验”取得的进展表明,即使在新冠大流行期间,开展大型国际试验也是可能的,这类试验有助于快速、可靠地回答与新冠疗法有关的关键公共卫生问题。目前,试验结果正在接受同行评议,之后将在医学杂志上发表。

世卫组织“团结试验”项目于3月启动,旨在通过比较不同药物或药物组合治疗新冠的安全性和有效性,以尽快找到有效治疗方法。今年7月初,世卫组织曾宣布停止该项目中羟氯喹和洛匹那韦/利托那韦两个分支的试验,理由是这些分支试验中的住院新冠患者病亡率几乎或完全没有下降。(新华网)

 

新冠疫情中,全球碳排量大幅下降

近日,在《自然·通讯》的最新研究中,科学家研究了新冠疫情对全球能源消耗的影响,并提出了稳定全球气候的相关措施。研究人员通过分析碳监测研究项目收集的每日数据表明,今年上半年二氧化碳的排放量,比去年同期减少8.8%,总排量减少1.551亿吨。其中,全球陆运交通的排量降幅最大,减少了40%。但他们发现,在解除封锁后,除了交通行业以外,大多数经济体系的碳排量存在强烈的反弹效应,意味着疫情对大气中长期二氧化碳浓度的影响微乎其微。(环球科学)

 

世卫组织建议新冠疫情期间5个群体接种流感疫苗

新华社日内瓦10月16日电(记者刘曲)世界卫生组织16日表示,随着北半球冬季临近,全球新冠病例不断增加,季节性流感和新冠疫情共同传播可能对卫生系统和卫生设施构成挑战,建议5个目标群体接种流感疫苗。

这5个群体是孕妇、基础疾病患者、老年人、卫生工作者和儿童。世卫组织专家建议,在5个易感群体中,卫生工作者和老年人是新冠大流行期间流感疫苗接种的最优先群体。

世卫组织总干事谭德塞当天在记者会上说,近期全球新冠病例数快速增加,特别是在欧洲。上周,欧洲地区报告的新冠病例数几乎是3月份第一个疫情高峰时期的3倍。尽管欧洲地区上周报告的死亡病例数远低于3月份,但住院人数正在增加,许多城市报告其重症监护床位的使用率将在未来几周达到饱和。

与此同时,南半球由于在冬季采取了新冠防控措施,其季节性流感病例和死亡人数少于往年,但并不能由此假设北半球流感季节也会出现同样的情况。谭德塞说,“流感和新冠的共同传播可能对卫生系统和卫生设施构成挑战,因为这两种疾病存在许多相似症状。”

谭德塞重申,有效预防新冠和流感的许多措施是相同的,包括保持社交距离、勤洗手、咳嗽时遮掩口鼻、保持通风和戴口罩等。此外,虽然目前还没有安全有效的新冠疫苗,但有安全有效的流感疫苗,而某些国家对流感疫苗的需求可能超过供应是现在面临的一个挑战。(新华网)

 

北斗系统总设计师杨长风:北斗芯片都是“中国芯”

近日,全国政协重大专项工作委员宣讲团在京举行宣讲报告会,全国政协委员、北斗卫星导航系统工程总设计师杨长风以《北斗卫星导航系统建设发展与融合应用》为题进行宣讲。部分在京全国政协委员、市政协委员,市政协机关干部,“模拟政协”社会实践活动学生代表参加宣讲活动。

卫星导航与位置服务产业总体产值年均增长约20%

杨长风通俗地解释了卫星导航的原理:基于三球交汇原理,通过测量3颗以上导航卫星与用户接收机的距离,解算用户的三维位置坐标,“听起来好像很神秘,但我们搞导航的一听就明白了。”他笑说。

建设高性能、高可靠的全球卫星导航系统,是我国科技领域中长期发展规划的16个重大专项之一,历时近30年建设,北斗系统是我国迄今为止规模最大、覆盖范围最广、服务性能最高、与百姓生活关联最紧密的巨型复杂航天系统。

“北斗系统是由空间段、地面段、用户段的工作卫星、四十多个地面站、成千上万的用户终端等一起织就的一张‘天罗地网’。”杨长风说。

“这张网”的地位不言而喻,作为国家经济社会发展的重要支撑,它是继移动通信、互联网之后的第三大经济增长点,10年来我国卫星导航与位置服务产业总体产值年均增长20%以上,预计2020年产值有望超过4000亿元。

全球定位精度与GPS相当,局部区域优于GPS

和GPS系统比,北斗表现如何?

“北斗是最强大的全球卫星导航系统。”杨长风说,北斗系统独创了三种轨道混合星座,增加了精密单点定位、星基增强、区域短报文通信、国际搜救、全球短报文通信等新功能,可以播发更优的导航信号,“全球范围定位精度与GPS相当,局部区域优于GPS”。比如在北美、非洲、欧洲等地,北斗的定位精度在5米左右,在亚太地区可以精确到2.5到3米。

除了实时导航和快速定位之外,北斗系统还有位置报告和短报文通信等特色功能。如杨长风所言,北斗服务就在你我身边,“作为全球最先进的导航系统,它的应用‘只受人类想象力的限制’。”

特别是用北斗系统可以“发短信”的短报文服务,是国外其他任何一个全球卫星导航系统都不具备的。杨长风透露,年底预计有增加短报文功能的华为手机发布,车道级别导航也可能搭载其中。

星星互联 星地互联

杨长风表示,北斗系统具备星间链路,实现卫星之间、星地之间互通互联。

他进一步解释,北斗三号系统采用Ka频段相控阵链路,将30颗卫星和国内几十个地面站有机联系起来,极大提升了运营能力、安全性和定位精度,直接为航天器提供测控输数传服务,“没有地面支持的情况下,卫星可以实现60天自主运行,上下链路不受大气电离层的干扰,定位精度显著提升。”这是它的“独门绝技”。

抗战胜利七十周年大阅兵中,地面方队时间误差仅仅在0.3秒之内,距离误差在正负10厘米之内,空中梯队米秒不差,都是北斗的功劳。

“北斗芯”都是“中国芯”

经过多年发展,北斗已形成完整产业链,基础产品实现自主可控,国产北斗芯片、模块等关键技术全面突破,性能指标与国际同类产品相当。多款北斗芯片实现规模化应用,工艺水平达到22纳米。

谈到最受关注的“北斗芯”,杨长风直言,“称得上都是中国芯”,“北斗芯片跟国外基本水平是同一量级”。“都是自己干出来的。”他说,地面也完全是中国芯,今后功耗会更低,精度会更高。

2020年7月31日,北斗三号全球卫星导航系统建成并正式开通服务,这标志着中国自主建设、独立运行的全球卫星导航系统已全面建成,中国北斗开启了高质量服务全球的新篇章。

但这不是北斗系统建设的终点,据杨长风介绍,一颗北斗导航卫星的设计寿命是10年至12年,从北斗二号的经验来看,卫星可以服务到12至14年,然后进入“坟墓轨道”,到时就要替换。2035年前,我国还将建成更加泛在、更加融合、更加智能的国家综合定位导航授时体系,为未来智能化、无人化发展提供核心支撑,持续推进系统升级换代,构建覆盖天空地海、基准统一、高精度、高智能、高安全、高效益的时空信息服务基础设施。(科技日报)

 

中国空间站进入全面实施阶段

央视网消息:“十三五”期间,我国载人航天工程围绕空间实验室飞行任务和空间站研制建设等工作取得了显著进展和重要成果。目前工程全线正在全力备战空间站建造任务,力争2022年前后完成在轨建造计划,为后续实现空间站长期稳定在轨运营进行准备。

2020年5月5日18时,为我国载人空间站工程研制的长征五号B运载火箭,搭载新一代载人飞船试验船和柔性充气式货物返回舱试验舱在我国文昌航天发射场点火升空,首飞任务取得圆满成功,为我国空间站在轨建造任务奠定了重要基础。

“十三五”期间,我国载人航天工程先后发射了长征七号运载火箭、天宫二号空间实验室、神舟十一号载人飞船、天舟一号货运飞船,验证了货物运输和推进剂在轨补加,以及航天员中期驻留等空间站建造和运营的关键技术,为“第三步”空间站研制建设奠定了坚实基础。

早在10年前,工程全线就启动了空间站的研制任务,在今年长征五号B运载火箭进入文昌发射场后,空间站核心舱初样产品与运载火箭系统、发射场系统、航天员系统等各大系统进行了合练,全面考核了空间站系统的正确性。按照计划,我国空间站将先后发射天和核心舱、问天实验舱和梦天实验舱,进行空间站基本构型的在轨组装建造,其间,规划发射4艘神舟载人飞船和4艘天舟货运飞船,进行航天员乘组轮换和货物补给。

从2017年3月开始,航天员训练就全面转入了空间站的任务准备。由于空间站的任务周期为3—6个月,对航天员的身心素质、知识储备和应急处置的能力都提出了更高的要求。目前,执行空间站建造阶段四次飞行任务的航天员乘组已经选定,正在开展任务训练。10月1日,第三批18名预备航天员加入航天员队伍,包括7名航天驾驶员、7名航天飞行工程师和4名载荷专家,他们将参加空间站运营阶段各次飞行任务。

目前,我国空间站核心舱等各舱段研制进展顺利,空间应用系统正在开展空间站科学实验设施研制,以及运营阶段应用任务论证工作。(央视网)

 

除了手机导航,北斗还有哪些创新应用

从打开地图导航,到外卖点餐,再到车库里停车,现在北斗卫星导航系统在老百姓的生活中已经无处不在。目前,全球应用北斗系统导航的手机已经超过3.72亿部。少有人知的是,助力疫情防控是今年北斗应用的新亮点。北斗系统在疫情防控的“武汉保卫战”中发挥了极其特殊的作用:从火神山、雷神山医院的建设应用到方舱医院的改造,从医疗物资的调配到生活用品的保障供给,从病毒的流行病学调查到武汉健康码的应用都有北斗的身影。国庆前夕,中国北斗应用大会在湖北武汉举行,李德仁、刘经南、谭述森三位院士分享了北斗的诸多创新应用。

中国科学院、中国工程院李德仁院士:北斗系统精准助力疫情防控

PTN的概念,包括定位、导航、授时服务。一般指基于统一时空基准网络和不同通信网络,能独立或与移动终端结合,为各类用户提供实时动态及空间位置和授时的综合信息服务,又称导航位置服务。北斗三代系统就是提供全球PTN应用服务,特点是信息已经从120个汉字扩展到1000个汉字,实现厘米级以上的高精度定位。

今年,北斗系统精准助力湖北的疫情防控,比如火神山、雷神山医院选址,医院的物资、生活物品的调配,包括无人机送东西,还有医院送药的机器人,都用到了北斗系统。老百姓停车也都用到北斗导航定位,通过设备的卫星定位、室内的传感器和信号的定位在手机上实现融合的综合定位。

疫情期间,武汉还应用北斗系统和交通大数据,建立了武汉的智慧城市交通系统,实现对350万到450万辆汽车,6万多条道路的有效管理。今年还利用北斗技术做了一个疫情跟踪软件,在手机上自动生成健康码。可以说,北斗支持湖北人民成功抗击了新冠病毒疫情。

PNT的服务现在还有不足,比如服务的内容是一个点定位,一条线是导航,授时也是一个时间点,没有覆盖地表的各种要素,没有办法提供图像视频代表的目标信息和面信息,未来要做实时的导航增强,做精密授时、快速遥感、天地一体移动宽带通信服务。未来我们要解决八个方面的核心技术问题,比如智能对地观测技术,对地导航定位新方法,地球时空基准建立与维持,空天环境,卫星资源组织与调度,网络通信与安全,智能卫星平台与载荷等。

现在正在研发一个北斗应用的软件,把12种定位的信息集合在一起,在手机App上提供服务。可以把这个系统应用到医院去,实现对病人的设备跟踪、处理、自动化,这样的系统应用在手机上,手机就成了智能助理,有老人在外面摔倒了,手机能告诉医生在什么时间什么地点摔倒,也可以应用到物联网上去定位充电桩位置,保证新能源汽车的充电安全。

还可以做高精度导航定位地图实现智能驾驶。北斗可以解决测路系统的智能化问题。汽车开在路上,路上的标牌是给人看的,所以利用北斗建立测路系统是实现智能驾驶的关键。

从当前需求来看,从PNT发展到PNTRC,建设我国自主的通导遥一体化天基信息实时智能服务系统,中国不能等,要抓紧时间搞好基础研究和应用。

未来,PNT的需求从事后走向实时和瞬间,从静态走向动态和高速,从粗略走向精准和完备,从室外走向室内,从陆地走向海洋和天空,从区域走向广域和全球。北斗应用还会把移动互联网、智能制造融合于一体,将深入到经济的各个领域,深入到老百姓的生活中。

中国工程院刘经南院士:北斗可实现全球双向通信

定位和授时分别是空间和时间与起始原点相关的绝对位置概念,导航是空间和时间两个位置上的相对时空度量概念。北斗系统是世界上唯一实现了通导遥一体化的卫星导航系统。

北斗系统的性能优势是功能多,全球短报文通信可以用于搜救。导航定位+全球双向通信可以向呼救者快速通告救援安排。还有遥感应用,有主动式遥感,配备星载太空环境遥感和电离层异常遥感载荷;被动式遥感,电磁波通过大气、海洋、陆地反射或漫反射遥感大气水汽、海洋河湖水位。

北斗是全球唯一宣布标准位置服务精度优于5米的卫星导航系统。北斗3三类异轨卫星之间都实现了星间自组织测距和数传,采用Ka频段链路,测距精度高,通信频带宽,远优于UHF链路,下一代将用激光链路,测距更准。

目前,北斗3星间链路已全面启动,效果显著,在GNSS中精度最高,确保了标准PNT服务精度高。北斗系统中轨卫星三个轨道面各有2颗确保全球域内能收到求救者上传UHF频段求救信号,然后下传给国际搜救中心,24颗中轨卫星都能接收国际搜救中心的搜救信号并通知求救者,同时可向求救者发送相关施救短报文。

在创新设计方面,因为北斗的频段是丰富的,现在北斗2和北斗3有五个频段。再就是设计了兼容互操作信号,创新调制技术,信号质量国际领先,它接收的时候能够和GPS的功能一样。总的来说,这些研发都有利于提高北斗3的PNT精度。

根据北斗的优势特点,怎么利用它开展应用呢?要通导遥一体化,充分利用北斗的多频段导航信号优势开展多用或专用高性能低成本PNT研发,提升PNT服务能力,充分利用星间链路测距,研究或分离不同轨道和不同型号的卫星系统,充分利用全球和中国周边短报文双向服务能力拓展服务内涵,研发传图像、传语音、传视频等方法形成专利,发挥双向通信与PNT集成服务功能,利用通导遥一体化,开发多任务多目标的协同智慧调度应急应用,充分利用北斗GNSS卫星的L波段和S波段载波作为遥感辐射源开发新型遥感,特别是目标遥感。

北斗RDSS双向链路定位授时,可大幅提升北斗定位授时抗干扰、抗欺骗性能,RDSS二维定位精度已到10米左右,时间比对精度相对于单向被动接收方式,授时精度可提高一倍,到10纳秒左右,对于一些时间比对频度不求太高而绝对时间精度要求较高的用户,如金融、通信、区块链平台,应急救援指挥中心运控平台等最有需求,可拓展这类防干扰要求甚高的绝对授时服务。

利用RDSS双向通信功能,可开发共享的多部门协同调度系统,比如综合智慧运营控制平台。

北斗3的创新设计、服务能力、精度优势、运行稳健构成了强劲的后发优势和发展潜力,被“一带一路”沿线国家和地区接受,无愧“中国的北斗,世界的北斗,一流的北斗”的美誉,体现了“北斗导航,世界共享”的理念。

北斗系统作为时空技术,既是对地球资源环境及其动态变化信息感知认知,也是实现对所感知对象精准时空、调配管理的核心基础。北斗开拓应用的第一个重点是给其他技术,如信息、网络、能源、资源、环境、交通等技术,赋予精准时空位置的感知认知,使他们提升到智能化管理控制阶段,同时实现管理控制过程的时空智能化。

北斗应用的另一个重点,是综合开发其通导遥一体化的优势,发挥其跨技术跨领域甚至跨时间跨空间的空间智能作用,未来的目标,是研究PNT自然智能,开发出智能PNT技术,以开发新的应用。

中国工程院谭述森院士:中国的5G会成功,6G也一定能够成功

什么叫空间基准?空间基准它用来确定轨道参数,连通坐标原点、地球自转参数共同构建起GNSS系统空间基准,中国北斗空间基准与中国大地坐标系为同一个坐标框架。全球实用的基准我认为只有两个,一个是GPS时空基准,另一个就是北斗时空基准。时空基准是互联网升级为物联网的基础条件,如果没有统一的时空基准,很难想象物与物如何联结。

北斗系统的发展是一个持续创新、开拓进取的历程。北斗一号主要成就是两颗卫星实现大范围高精度定位授时服务,它覆盖了中国及周边地区,按GPS定位原理需12颗卫星,双向授时精度10ns,国际领先。一秒内完成定位及报文通信,成为国际航行跟踪、生命救援的亮点定位与报告在同一信道同时完成,用户知道我在哪里,指挥部门知道我们在哪里,定位报告是北斗区别于GPS的最大特色。

北斗是全球第一个拥有三频完整服务能力的导航系统,在2012年实现B1、B2、B3三个频率的导航定位全星座播发,GPS什么时候完成三频导航,现在还不好预测。原来是说2020年完成,现在还看不到它哪一年可以完成。北斗是世界上第一个连续导航与定位报告双模融合的系统,双模用户机发挥了巨大的社会和经济效益。

北斗三号主要成就是独立构建全球时空基准,这里为什么说只有北斗三号可以称得上中国向全球提供了卫星导航的时空基准?因为只有全球系统才具有对全球系统的代表性描述,那些区域系统不具备构建时空基准的能力,所以说北斗三号系统实际上是完成了从第一阶段到第四阶段的导航,所以说北斗的成就是跨代的。

北斗三号有六大功能,包括基本导航为根基,将SBAS、PPP、MSS等融为一体,精度增强、完好性增强、信息增强将更好地服务于各类用户。北斗MMS就是短报文通信,采用了RDSS的方式。北斗的星间链路实际上就是全球移动通信系统在中国的共享,它既是全球移动通信的双向数据链,也是中国时空星间钟差的系统,还可以进一步扩展为时空基准的维持系统。

中国的北斗建成了,基本上处于L频率米级导航精度水平。在2030年或2035年间,一个导航、通信、遥感深度融合的航天系统将出自中国,中国高速空间网络加5G地面网,实现全球天空地物与物的互联互通,即第6代移动通信,6G中国走的路跟西方国家走的路不一样,中国是先建地面系统,然后再建空间系统,中国的空间系统是建在北斗时空基准之上的,所以中国的5G会成功,中国的6G也一定能成功。

在未来北斗新的导航系统上,在LEO轨道上,实行导航通信深度融合,并服务遥感的方针,达到全球物联网和数字地球的目标。

将来还会有北斗全球物联网。互联网是人与人之间的联接,人是非常囊括的,要实现全球动态物与物的互联互通,必须在时空基准的维持下才能实现全球的物联网。静态厘米级、动态分米级世界一流卫星导航系统在北斗三号系统里面已经实现了,提供统一时空基准的天基物联网,获得对地球认知的天基无线电全球系统,未来北斗天基物联网模块将实现太空物与太空物的互联、太空物与地球物的联网,任务超越对地球导航手段的研究。它的意义就是要充分发挥北斗时空基准的基础性价值,打破世界导航、通信、遥感独立建设行业固化的这种状态,要为大部分行业包括遥感提供公共数据链。

总之,北斗多业务卫星无线电系统,是国家重要的空间信息基础设施,北斗三号在基本导航、星基增强、精密单点定位、报文通信、国际搜救等业务的融合创新是未来发展的良好开端。北斗时空基准链路与高速数链路构建完善,将成为我国航天体系的“智能高速公路”。(光明日报)

(选编:洪田)

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