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北斗 GPS的競爭者 |
距離人類頭頂上空2萬多公里的地球軌道上,密布著多顆來自多國的衛星。隨著地球自轉,它們像圖釘一樣被準確地“釘”在地球上方。 世人熟知的美國GPS全球定位系統即出自于此:地球上的任意地點均被4顆GPS衛星同時覆蓋,并被衛星即時鎖定、追蹤。 GPS并非目前唯一正在運行的導航系統,作為中國自行研制的全球衛星導航系統,“北斗”衛星導航系統是繼美國全球定位系統(GPS)、俄羅斯“格洛納斯” (GLONASS)衛星導航系統之后的第三個成熟的衛星導航系統。如今,它已經成為聯合國衛星導航委員會認定的四大供應商之一。英國廣播公司(BBC)用“GPS系統的競爭者”來形容“北斗”。 “既是中國的北斗,也是世界的北斗。北斗要為‘一帶一路’的國家戰略服務,更具國際性。”2015年5月13日,在第六屆中國衛星(600118)導航學術年會上,中國“北斗”衛星導航系統的總設計師楊長風說。 “北斗”起步 “北斗”二號衛星總指揮李長江在接受媒體采訪時表示,中國人在衛星導航方面的思考并不晚 。 上世紀60年代,美國起步研究GPS。幾乎同一時段,中國開始了自己的衛星導航系統設計,取名“燈塔”。由于國家財力等諸多原因,“燈塔”擱淺。 1983年,“兩彈一星”元勛、中科院院士陳芳允提出雙星定位設計方案。基于此方案,中國開始積極立項論證。1994年,經國家批準,“北斗”衛星導航系統建設的大幕正式拉開。 基于國情,中國提出了“北斗”衛星導航系統建設的“三步走”戰略:先建立“北斗”衛星雙星定位試驗系統,形成區域有源定位與導航服務能力;隨后完成3種軌道共計10余顆衛星的發射,建成區域導航系統,形成區域無源服務能力,向亞太地區提供定位、導航、授時以及短報文通信服務;最后建成由3顆靜止軌道衛星和30顆非靜止軌道衛星組成的、覆蓋全球的“北斗”全球衛星導航系統,形成全球無源服務能力。 2000年,中國相繼發射兩顆靜地軌道的導航實驗衛星。2003年4月又發射了第三顆靜軌道衛星,基本形成了覆蓋全中國的區域導航和定位系統—這一系統被稱為“北斗”一號。 此時的“北斗”系統尚屬實驗開發階段,其技術參數不僅落后于美國,也不及俄羅斯,更重要的一點是,“北斗”一號屬區域性,商用價值不高。 甩開“伽利略” 2002年,歐盟發起“伽利略”全球衛星導航計劃,被認為是結束美國GPS獨霸局面的最有力挑戰。按計劃,“伽利略”共由30顆中軌道和靜軌道導航衛星組成,覆蓋全球,定位精度、兼容性和精確度等方面均優于GPS。 據美國《InsideGNSS》文章稱,2003年,中國承諾投資2.7億美元參加“伽利略”全球導航衛星項目開發,成為“伽利略”計劃內的第一個非歐盟國成員。 中歐合作的蜜月期只持續了幾年。2006年底,中國突然被歐洲故意冷落,所有“伽利略”項目的重大決策均被排除之外,理由是“安全”和“知識產權”等問題。用美國媒體的話形容,此時,“中國人感到被嚴重利用甚至是羞辱了”。 中國決定“單干”。 2006年11月,中國對外宣布,將在今后幾年內發射導航衛星,開發自己的全球衛星導航和定位系統。2007年底,有關覆蓋全球的“北斗”二號系統計劃浮出水面。中國開始迅速集中力量發展自己的導航衛星系統。 此時,歐盟身處內耗。2008年4月27日,“伽利略”系統的第二顆實驗衛星升空,距上次發射已有差不多四年時間—這樣的進度,比最初計劃推遲了整整五年。 “‘北斗’二號橫空出世,不僅使‘伽利略’系統準備與美國GPS一爭高下的愿望大打折扣,也沖淡了‘伽利略’未來的市場前景。‘北斗’二號在技術上比‘伽利略’更先進,定位精度甚至達到了0.5米級,令歐洲人深受震撼。另一方面,之前‘伽利略’計劃的推出,刺激了美國和俄羅斯加快技術更新,新一代GPS和新一代‘格洛納斯’的定位精度等技術指標均很快反超‘伽利略’,‘伽利略’逐漸喪失了技術相對領先的優勢。”西南政法大學副教授和靜鈞撰文表示。 2009年,“伽利略”導航衛星項目已遠遠落后于原計劃,連一顆衛星也未發射升空,對比之下,中國人進展迅猛。 “真令人難以置信,”比利時Eutralex航天機構主席米歇爾.福布說,“中國人確定主次,作出決策,沒有爭論,沒有談判。這與歐洲不同,歐盟做什么事之前,必須統一27種不同意見。” 2010年,“北斗”導航系統頻段正式采用與歐洲“伽利略”衛星一樣的PRS頻段。由于PRS頻段采取“先用先得”的規則,中國先于歐洲發射大量衛星,實質上已經搶占了“伽利略”衛星的幾個重要頻段。 此時,中國已成為繼美國GPS和俄羅斯“格洛納斯”之后第三個充分運行的導航系統。“伽利略”晚了一步。歐盟委員會空間處負責人哈特威哥.比斯切夫坦承,經過那段不太成功的合作,歐中關系全面下滑。 直到2015年年初,在捷克布拉格,中國衛星導航定位應用管理中心與歐盟代表團舉行了有關“北斗”與“伽利略”衛星導航系統的第四次頻率磋商會談。會談中,歐盟代表團接受了中國方面提出的頻率共用理念,同意在國際電聯的框架下完成衛星導航頻率協調。 擁擠的太空 事實上,地球上的航天大國早就意識到,發展自主的衛星導航系統,不僅是航天實力的重要組成部分,更是國家戰略的重要一環。 最早向GPS 發起挑戰的,是由蘇聯啟動的“格洛納斯”的24顆衛星,這一系統和GPS的星座首尾相接。不過,“格洛納斯”的普及情況遠不及GPS,主要供軍方使用。為了優先保證軍事用途,“格洛納斯”系統目前對外開放的民用信號的定位精度僅為30米。 在美、俄兩國占據導航衛星區域半壁江山的同時,主要工業國家也在逐步實現其對太空導航資源的占用,就連一部分沒有實現導航技術突破的國家也不甘落后,計劃于近年啟動各自的導航系統。太空將更加擁擠。 由日本開發的“準天頂”衛星系統(Quasi-Zenith Satellite System) 由3顆衛星組成,將用于日本本國的導航,計劃將民用信號的精度從十米級別提升一個數量級至一米以內。印度的區域衛星導航系統(IRNSS)也在加緊投入研發中。 |
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