GPS、格洛納斯、伽利略之爭(zhēng)

談起衛(wèi)星導(dǎo)航，人們首先想到的應(yīng)該是GPS，作為全球最早出現(xiàn)且最早投入運(yùn)營(yíng)的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，GPS在很長(zhǎng)的一段時(shí)間里幾乎壟斷了全球衛(wèi)星導(dǎo)航市場(chǎng)，成為了衛(wèi)星導(dǎo)航的代名詞。那么什么是衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)呢？

衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)顧名思義，就是基于衛(wèi)星和地面觀測(cè)站，為全球或某一地區(qū)提供高精度導(dǎo)航、定位以及授時(shí)的先進(jìn)系統(tǒng)。GPS系統(tǒng)是全球最早誕生的衛(wèi)星定位系統(tǒng)。GPS系統(tǒng)最早可以追溯到1958年美軍設(shè)計(jì)的子午儀衛(wèi)星定位系統(tǒng)。但由于此系統(tǒng)存在諸多局限性，使得美軍迫切的需要一款全新的衛(wèi)星定位系統(tǒng)來替代子午儀衛(wèi)星定位系統(tǒng)，GPS的構(gòu)想由此誕生，也就是說GPS自誕生之初就是為了服務(wù)于美國的各種軍事行動(dòng)。

作為全世界最早的衛(wèi)星定位系統(tǒng)，自1969年首顆實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星發(fā)射以來，包括4顆備用星在內(nèi)的28顆衛(wèi)星已經(jīng)全部發(fā)射升空，分布在6條交點(diǎn)互隔60度的軌道面上，距離地面約20000千米。已經(jīng)實(shí)現(xiàn)單機(jī)導(dǎo)航精度約為10米，綜合定位精度可達(dá)厘米級(jí)和毫米級(jí)。

但GPS走進(jìn)人們的生活也就是這不到20年時(shí)間的事。GPS用于美軍的導(dǎo)航服務(wù)，包括制導(dǎo)及水面及水下艦艇定位等，此外在著名的沙漠風(fēng)暴行動(dòng)中，美國國防部更是為地面部隊(duì)配備了數(shù)千臺(tái)民用版的手持GPS定位儀，為地面部隊(duì)提**確的導(dǎo)航與定位服務(wù)。

除了軍事用途，GPS在民用領(lǐng)域的前景也十分廣泛，諸如汽車導(dǎo)航、建筑、鐵路等等方面都有著廣闊的應(yīng)用空間，極富經(jīng)濟(jì)價(jià)值。當(dāng)然這么一大塊肥肉其他國家可不會(huì)坐視美國獨(dú)吞。

前蘇聯(lián)的格洛納斯衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)最早可以追溯到上世紀(jì)70年代初，出于軍事需要（為彈道導(dǎo)彈提供導(dǎo)引）前蘇聯(lián)決定建立本國的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，其基本思路與美國的GPS基本一致，但由于其電子工業(yè)水平與美國存在較大差距，使得格洛納斯系統(tǒng)在軌衛(wèi)星平均壽命不足22個(gè)月，導(dǎo)致格洛納斯基本處于一個(gè)瘸腿的發(fā)展?fàn)顩r，直到1995年俄羅斯投入30億美元加速建成格洛納斯全球?qū)Ш骄W(wǎng)絡(luò)，但由于衛(wèi)星技術(shù)始終難以滿足要求，所以在民用領(lǐng)域格洛納斯的普及程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如GPS。

除了上述兩款系統(tǒng)外，歐洲也與2002年正式啟動(dòng)了名為“伽利略”的全球衛(wèi)星導(dǎo)航項(xiàng)目，旨在擺脫美國GPS在衛(wèi)星定位導(dǎo)航領(lǐng)域的壟斷，同時(shí)伽利略系統(tǒng)也是全球第一款以民用為研發(fā)目標(biāo)的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。可見衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)是支撐一個(gè)國家安全與發(fā)展的基石，極端技術(shù)受制于人，其后果可想而知，這就證明了我國必須研發(fā)屬于我們自己的衛(wèi)星定位導(dǎo)航系統(tǒng)，也就是后來的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。

衛(wèi)星導(dǎo)航是戰(zhàn)略基石，我們絕不能受制于人

1999年在克什米爾卡吉爾地區(qū)，印巴兩軍爆發(fā)了一場(chǎng)較大規(guī)模的軍事沖突，我們習(xí)慣上稱為卡吉爾戰(zhàn)爭(zhēng)。雖然在戰(zhàn)爭(zhēng)最后印軍憑借火炮和空中優(yōu)勢(shì)，奪回了被巴方占領(lǐng)的卡吉爾地區(qū)，但付出的代價(jià)是慘烈。而在整個(gè)沖突中有這樣一個(gè)插曲，那就是美國政府對(duì)印度使用的GPS定位服務(wù)動(dòng)了手腳，一定程度上使印軍處于極其被動(dòng)的狀態(tài)，而民用版GPS雖然精度也不差，但很容易被敵方干擾，戰(zhàn)爭(zhēng)結(jié)束后印度人痛定思痛開始建立屬于自己的衛(wèi)星定位系統(tǒng)，2013年首顆IRNSS衛(wèi)星發(fā)射成功，目前該系統(tǒng)仍在逐步完善。

上世紀(jì)末的多次戰(zhàn)爭(zhēng)給我們敲響了警鐘，原來戰(zhàn)爭(zhēng)還能這樣打。美國人憑借GPS精確定位引導(dǎo)地面部隊(duì)進(jìn)行軍事行動(dòng)，戰(zhàn)斧導(dǎo)彈依靠衛(wèi)星導(dǎo)航直搗敵軍指揮部，而這一切的一切都在告訴我們，我們必須擁有屬于中國人自己的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。

事實(shí)上我國的衛(wèi)星導(dǎo)航起步并不晚。

對(duì)于技術(shù)的積累，最早可以追溯到上世紀(jì)60年代末的“燈塔計(jì)劃”。而真正提出衛(wèi)星定位這一構(gòu)想的還要從1983年說起。1983年國內(nèi)有專家學(xué)者提出了雙星定位系統(tǒng)的概念，經(jīng)過不斷討論與技術(shù)驗(yàn)證，1993年“先區(qū)域，后全球”的北斗研發(fā)之路正式開啟。但從零研發(fā)頂尖的衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)談何容易？從基礎(chǔ)的太陽帆板，再到各種技術(shù)攻關(guān)，北斗一號(hào)系統(tǒng)于2003年正式建成，標(biāo)志著中國成為繼美俄之后第三個(gè)擁有自主衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的國家。

但北斗一號(hào)系統(tǒng)是不完善的。

技術(shù)上的不足，使得北斗一號(hào)很難真正在實(shí)踐中發(fā)揮成效，而且覆蓋面積較小。2004年歐洲人向我們拋來了橄欖枝，提議中方和歐洲展開深度合作，共同研發(fā)歐洲民用衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)“伽利略”。為此中方在該項(xiàng)目上投入了巨額資金，但歷史的教訓(xùn)告訴我們，西方人是不可靠的。2005年歐洲政治格局發(fā)生巨變，之前中國的大量投資實(shí)質(zhì)上打了水漂，整個(gè)系統(tǒng)的研發(fā)和決策，中國人被排除在外。

我們只能寄希望于北斗二號(hào)系統(tǒng)。

北斗二號(hào)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)于1999年開始初步技術(shù)攻關(guān)，于2004年正式立項(xiàng)。參與北斗二號(hào)的科研工作者，克服一個(gè)又一個(gè)困難，先后攻克衛(wèi)星導(dǎo)航總體技術(shù)、高精度星載原子鐘技術(shù)，設(shè)計(jì)了全球首個(gè)以地球同步軌道衛(wèi)星、傾斜軌道衛(wèi)星為主的混合星座區(qū)域衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。

但困難遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有結(jié)束。

我國于2000年向國際電聯(lián)申請(qǐng)了衛(wèi)星的頻率和軌道位置，而在獲得審批后的7年內(nèi)必須將衛(wèi)星發(fā)射到位，否則申請(qǐng)將會(huì)作廢。而從正式立項(xiàng)到發(fā)射實(shí)際上留給我們的時(shí)間只有短短的不到三年的時(shí)間。在2007年衛(wèi)星即將發(fā)射前夕，所有北斗人都在與時(shí)間賽跑，由于過度勞累，總設(shè)計(jì)師謝軍更是三次暈倒在一線...

功夫不負(fù)有心人，2007年4月16日，，首顆北斗二號(hào)衛(wèi)星在發(fā)射兩天后傳回了清晰的信號(hào)，使我國真正獲得了空間頻率資源的使用資格，而此時(shí)距離這一資格過期僅有4小時(shí)。2012年北斗二號(hào)系統(tǒng)正式建成，開始為亞太地區(qū)提**確的衛(wèi)星導(dǎo)航定位服務(wù)。

相比于北斗二號(hào)系統(tǒng)，北斗三號(hào)將把區(qū)域性服務(wù)升級(jí)為全球。

2020年6月23日，也就是昨天，第55顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星成功發(fā)射，標(biāo)志著北斗三號(hào)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)星座部署全面完成。這不僅意味著北斗三號(hào)擁有了為全球提**確導(dǎo)航定位服務(wù)的能力，同時(shí)北斗三號(hào)的所有關(guān)鍵零部件實(shí)現(xiàn)了百分百國產(chǎn)化，徹底打破了核心零部件長(zhǎng)期依賴進(jìn)口，隨時(shí)可能被“斷供”的局面。

隨著北斗系統(tǒng)的不斷完善，定位導(dǎo)航精度的不斷提升，就連美軍也將北斗系統(tǒng)作為備用系統(tǒng)，在GPS受到干擾或故障時(shí)使用。

北斗系統(tǒng)對(duì)我們意味著什么？

首先是軍事上，現(xiàn)代信息化戰(zhàn)爭(zhēng)，脫離了精確的衛(wèi)星導(dǎo)航定位，一切都是空談。如果我軍使用GPS系統(tǒng)進(jìn)行指揮調(diào)度、導(dǎo)彈制導(dǎo)、艦艇導(dǎo)航，那么一旦戰(zhàn)爭(zhēng)爆發(fā)，后果可想而知。降低導(dǎo)航定位精度都是小事，可怕的是你的一舉一動(dòng)盡在他人掌握之中，甚至人為的對(duì)信號(hào)進(jìn)行修改，后果不堪設(shè)想。而使用我們自己的北斗系統(tǒng)，不僅確保了定位精度，同時(shí)也解決了一系列安全問題。

民用方面，北斗系統(tǒng)早已融入了我們的生活。

2008年汶川地震，北斗系統(tǒng)就起到了關(guān)鍵性的作用。北斗分隊(duì)通過手持北斗終端將災(zāi)區(qū)信息及時(shí)上傳。目前每天有約2萬架無人機(jī)通過北斗高端定位系統(tǒng)執(zhí)行農(nóng)藥噴灑任務(wù)以及電網(wǎng)巡查工作。城市管理者可以通過北斗系統(tǒng)對(duì)車輛進(jìn)行監(jiān)管，確保了城市交通安全有序的開展。2019年臺(tái)風(fēng)“利馬”來襲，通過北斗系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)危舊房屋毫米級(jí)移動(dòng)變化的檢測(cè)。此外北斗個(gè)人導(dǎo)航定位服務(wù)也在不斷走進(jìn)人們的生活，未來汽車導(dǎo)航、手機(jī)導(dǎo)航都將升級(jí)為定位精度更高的北斗導(dǎo)航服務(wù)。

以北斗系統(tǒng)為基礎(chǔ)的變化，每天都在上演...

目前北斗三號(hào)衛(wèi)星的設(shè)計(jì)壽命已經(jīng)達(dá)到了12年，還是那句話，北斗系統(tǒng)是我國開展一系列軍事和民用活動(dòng)的基石，我們真的離不開北斗。