日期:[2018年11月20日] -- 生活晨报 -- 版次:[A1]
我国成功完成北斗三号基本系统星座部署

中国为什么一定要搞“北斗”?

  随着两颗全球组网卫星11月19日凌晨从西昌卫星发射中心顺利升空,我国成功完成北斗三号基本系统星座部署。一直以来,很多声音都认为北斗能和美国的GPS一决高下,可也有一些人认为,中国发展北斗导航毕竟时日尚短,怎么能跟“资历很深”的GPS相抗衡?北斗真实实力究竟如何,中国为什么一定要搞“北斗”?
  GPS有多强大?
    GPS强大的功能首先体现在军事方面。目前,美国几乎所有的飞机、坦克、舰船、单兵、精确制导弹药都在使用GPS。在战场上,精确制导的重要性毋庸置疑。
    最典型的应用是在1991年海湾战争时期,美国轰炸伊拉克水电站,至少需要数百吨常规弹药,并且,轰炸机面临着巨大的防空火力威胁。而基于GPS和图像精确制导的导弹,只需两颗——一颗炸出缺口,第二颗沿着缺口飞进去,在百公里外发射便可自动飞向目标。
    此外,对于战场指挥系统,特别是大空间跨度的指挥,极其精确的时间同步非常重要,GPS都可以做。
    其次在民用方面,离开了GPS,手机不能导航,微信不能共享位置,各种地图都不能用,国家的电网都会没那么稳定。
    离开了GPS,各大股票/大宗商品交易所的时间没法精确同步;科学界现在的大气、重力场、地球磁场、地球板块运动、地震及火山自然灾害、地球洋流和海平面变化、冰川运动和融化等研究,就基本可以退回到20年前的状态;自动驾驶技术、精密农业、民航飞机高精度起飞降落自主导航,都是梦。
    离开了GPS,超大工程定位,比如港珠澳大桥、高铁、突破人类天际的各个中国大桥,就没那么多中国速度了,测量与校正就足够折腾的。
    ……
    然而,这么重要的GPS,极易被控制。如果完全依赖GPS,美国加上了干扰怎么办?或者根本不让你用了呢?还有更极端的,干脆给你发送虚假的GPS信号呢?那么,轻则汽车、轮船等走错路,重则导弹攻击错误目标,打到自己也极有可能。
  大国重器,必须靠自己
    早在1970年,我国就提出了关于卫星导航技术的论证方案——“灯塔”项目,与美、苏在同一时期,后来,因国内外形势变化被迫下马。
    海湾战争给全世界“上了一课”,大家都深刻意识到卫星导航系统的巨大价值。
    1993年7月23日,美国无中生有地指控中国“银河”号货轮将制造化学武器的原料运往伊朗。当时,“银河”号正在印度洋上正常航行,突然船停了下来。事后大家才知道,这是因为当时美国局部关闭了该船所在海区的GPS导航服务,使得船不知道该向哪个方向行驶。“银河号事件”使我们清楚地意识到:卫星导航,我们一定要自己搞出来!
    1994年,我国开始进行北斗一号的研制工作;2000年,发射了两颗静止轨道卫星,实现了区域性(仅限于亚太地区)卫星导航;2003年,又发射了一颗备份卫星,北斗一号正式完工,我国已经在军事领域(战术武器等)摆脱了对GPS的依赖。按原计划,我国只需研发出北斗一号应用于亚太地区即可,在全球性应用方面寄望于与欧盟计划共同推出伽利略系统。
    2000年,伽利略系统立项;2003年,我国率先加入该项目,投资超过2亿欧元,并迅速成立了中欧卫星导航技术培训合作中心。然而,造价仅仅相当于一个欧洲中型机场的伽利略系统(35亿欧元)进展很不顺利,欧盟麾下各国明争暗斗,导致这个项目被不断推迟——计划于2006年前后建成的系统至今仍未完成。中国虽然是投资方,却被不断排挤,欧盟很多核心技术的研究都把中国排除在外。
    中国果断决定:自己干!
    2007年,中国开始正式建设自己的北斗卫星导航系统,也就是我们熟知的北斗二代。到了2012年,我们已经发射了16颗卫星,完全覆盖了亚太地区。
    北斗二号的建设与运转给我们积累了大量的技术和经验,我们的目光已超越亚太地区、投向全世界任何一个地方。于是,北斗三号正式开始建设。2015年,中国发射了北斗三号第一颗卫星,目前,进入建设高潮期。
    现在,北斗已经成长为共计23颗的庞大卫星导航系统,在2020年,将有35颗卫星处于工作状态,从而实现全球无差别的高精度定位。
  中国北斗有两大“绝活”
    我国的北斗卫星导航系统有两大“绝活”:
    一是最复杂的星座系统。
    北斗是唯一一个使用了地球静止轨道(36000公里高)、地球倾斜同步轨道(36000公里高)和中轨轨道(20000+公里高)的卫星导航系统。GPS、格洛纳斯、伽利略都是仅使用中轨轨道。
    北斗使用了更加高轨的静止和倾斜同步轨道,卫星轨道运转周期为24小时,其信号会长期覆盖指定区域,且卫星之间形成的数据通信链路也能校正误差、进一步提高精度。
    我国重点覆盖的区域是亚太地区及“一带一路”地区,系统建成后,这些地区均将获得优于GPS系统的精准定位。
    二是短报文系统。
    其他所有定位系统只接收太空信号,不与通信卫星进行任何交流。而北斗的接收机可以和卫星进行交流,最典型的应用是可以发布140个字的短报文,就像现在人们平时用的“短信”,既能够定位,又能显示发布者的位置。
    在海洋、沙漠和野外等没有网络的地方,安装北斗系统终端的用户可以定位自己的位置,并能够向外界发布文字信息。该技术将被用于紧急救援、野外作业、海上作业系统。
    更重要的是,北斗的短报文功能可以实现双向通信,在国防、民生和应急救援等领域具有很强的应用价值。特别是在灾区,在通讯、电力中断或移动通信无法覆盖北斗终端的情况下,可使用短报文通信。2008年汶川地震时,进入重灾区的救援部队利用120字的短报文突破通信盲点、与外界取得联系,及时向指挥部汇报了灾情。这个功能不但实用,而且成本很低,目前我国民用短报文大概几毛钱一条。
    总之,无论是军用还是民用,称北斗为“国之重器”丝毫不为过。在技术上,它完全可以与新一代GPS媲美。只是相比GPS,在商业化方面,北斗暂时很难从每年千亿美元级别的GPS市场那里“分一杯羹”。而且,北斗系统尚未完全建成,竞争力较为有限。不过,2020年前后,北斗三期完全建成,巨大的国内市场和“一带一路”国家的需求足以支撑北斗成长为世界第二大系统。未来,北斗还有很大上升空间。 据澎湃新闻、瞭望智库