北斗衛星定位系統軍事應用及意義

2009年4月15日零時16分，中國在西昌衛星發射中心，成功將第二顆北斗二號導航衛星（COMPASS-G2) 中文音譯名稱Bei Dou送入預定軌道。

北斗二號衛星為地球同步靜止軌道衛星，可為中國及周邊地區提供定位、測速和授時等服務。

2000年以來，中國陸續發射了3顆「北斗導航試驗衛星」並建成試驗系統。2008年汶川大地震中，北斗系統在導航定位方面發揮了重要的作用。目前正在建設的是第二代的北斗衛星導航系統，首顆星在2007年4月14日發射，2009年4月15日發射的衛星是該系統的第二顆衛星。

被習慣稱為「五院」的中國航天科技集團下屬中國空間技術研究院，擔負著北斗計劃中衛星方面的設計製造工作。中國科學家北斗系統的理論奠基人陳芳允提出雙星定位，是只用兩顆衛星即可完成最基本的定位功能。北斗系統衛星總指揮李長江和總設計師謝軍：北斗衛星定位導統系由四顆衛星組成。即兩顆工作衛星、兩顆備用衛星及地面控制中心、北斗用戶終端三部分組成。

「北斗」系統體現了從簡到繁、量力而行的特點——先以「雙星定位」的「小系統」積累經驗，進行技術攻關，隨後發展35顆衛星構成的「大網路」，實現全球覆蓋。此外，「北斗」獨特的衛星簡訊收發功能已在軍演和救災中經受了「實戰檢驗」，實用性極強。

「北斗一號」開通五年來，系統運行可靠性達到99.98% ，狀態良好，及時提供了導航定位、 數字簡訊及精確授時服務。目前其入網註冊用戶達四萬多，近二年內規劃新增用戶數超過十萬，應用覆蓋水利電力、海洋漁業、交通運輸、國土測繪、氣象預報、減災救災和公共安全等領域，牽引促進了電子、通信、機械製造、地理信息等相關產業和信息服務業的發展，產生了顯著的經濟和社會效益。

相比「北斗一號」，「北斗二號」具有諸多優勢，包括可有效避免遭受電磁干擾和攻擊，實現無源定位，精確度大大提高，「北斗一號」精確度在10米之內，「北斗二號」則精確到了「厘米」之內。

現代軍事行動對衛星的依賴已達到空前的程度，從偵察、預警、遙感、監視到天氣預報、指揮通信、精確制導，都與衛星密不可分。除大量使用偵察衛星、預警衛星和通信衛星外，導航定位衛星一直發揮著巨大的作用。

從作戰指揮角度看，現今的作戰指揮與歷史上的作戰指揮活動並無本質不同，都是指揮員運用兵力在一定的空間和時間內達成一定目的的活動。

在作戰中，對兵力兵器時間和空間位置的定位和控制是完成作戰任務的基本前提。在科學技術不發達的時代，這是一個相當的難題，戰爭史上士兵迷失方向、找錯隊伍、機動失誤等現象屢見不鮮。而全球導航定位系統的建立從根本上杜絕了這一現象。

建立衛星導航系統，就是織造一張覆蓋全球的「天眼」網路，對於提升大國國防實力，其重要性不言而喻。藉助全球導航定位系統，戰鬥機、轟炸機、偵察機和特種作戰飛機可以全天候準確無誤地執行任務；坦克編隊可在沒有特徵的沙漠地帶完成精確的機動；掃雷部隊可安全通過雷區、準確測定布雷位置以便將其摧毀；給養運輸車能在沙漠中發現作戰人員並為其提供補給；特別行動直升機與攻擊直升機能夠協同作戰。全球導航定位系統還使空中加油機與需要加油的作戰飛機能夠更快地相互找到對方。

軍事現代化進程離不開衛星導航系統的支持。在強調數字化和信息化的現代戰場，無論是陸軍的坦克、裝甲車、火炮，還是海軍的軍艦和潛艇，都需要藉助衛星 導航系統確定部署位置，確保各部隊之間緊密配合，發揮最優戰鬥力。北斗二號導航衛星主要軍事方面應用如下：

第一、授時。全球導航定位系統可提供準確的時間和頻率，從而廣泛應用於授時校頻。在通信、網路的時間同步，以及部隊機動、作戰中統一時間標準均具有重要的意義。

第二、導航。當前，GPS與慣性制導相結合是軍用飛機上普遍採用的一種導航方式，這種導航方式可由GPS提供精確的位置和速度信息，而慣性制導因不易受到干擾，可在無GPS信號時提供導航信號並使系統迅速更新。美軍目前的軍用飛機大量採用此種導航方式。

第三、單兵或部隊定位。全球導航定位接收機可以做到小型化、手持式，因而攜帶方便，它還可與其他手持式通信設備組合在一起，是野戰部隊和機動作戰部隊不可缺少的裝備。海灣戰爭期間，GPS接收機就很受美軍部隊歡迎，一度出現了軍用GPS接收機嚴重短缺的現象，當時美國陸軍每連或180多人就有1台GPS接收機。而伊拉克戰爭中，地面部隊至少擁有10萬台精密輕型GPS接收機，每個班至少一台。

第四、救援服務。美軍飛行員廣泛應用的一種Hook－112救生無線電裝置，在飛機被擊落時，能夠利用GPS為營救人員指引方向。

第五、地面作戰行動。全球定位系統本身所具有的精確性可確保進行精確的位置勘查、配置炮兵、目標搜索和定位。全球定位系統在作戰地域內建立「共同坐標」、「共同時間」，幫助建立「共同指令」並且可協助實施協同行動。

第六、海上行動。海軍部隊也可從全球定位系統中受益。運用全球導航定位系統，艦艇和潛艇可精確地判定自己的位置，這有助於在港口作業的安全和通過受限水域時所需的導航；結合使用激光測距儀和高精確的定位信息，可對海岸線進行精確勘查；可精確地設置水雷，使己方部隊能規避和對其進行回收；使用空間定位、速度矢量、時間和導航支援，有助於海上集結、海上營救和實施其他行動。

第七、空中作戰行動。在空中作戰行動中，全球定位系統也極為有用。全球導航定位系統提供的位置、速度矢量、時間的有關信息可提高空投、空中加油、搜索和營救、偵察、低空導航、目標定位、轟炸和武器發射的效能；可為己方飛機通過作戰地域設定更為精確的空中走廊；可提高各種空射武器的精確度。

第八、武器制導。在伊拉克戰爭中，由GPS制導的精確制導武器的使用率有了很大提高。據統計，戰爭中精確制導武器的使用率達到68.3％，而由GPS制導的精確武器就佔到總數的57％。由於激光制導炸彈易受戰場煙霧、雲層和沙塵的影響，而GPS制導的特點是不受沙塵和煙霧影響，可以全天候、全天時工作，且制導精度高，因此在伊拉克戰爭特定的沙塵、煙霧等環境中發揮了獨特作用。外界就曾猜測「東風」系列導彈、「衛士」系列 遠程火箭炮和先進 巡航導彈都已集成了「北斗」系統，因而具備了較高命中精度和較強的抗干擾能力。

中國自主研發衛星上安裝適應太空環境OTrack-32「BeiDou/GPS/GLONASS/Galileo多頻多模晶元」。這種導航晶元實現了4系統10頻率、高精度載波相位測量，能適應外太空電磁環境，穩定性好。

中國自主研製的北斗衛星導航系統從2009年起進入組網高峰期，計劃2012年前，具備亞太地區區域服務能力，到2015年建成北斗二號全球導航定位系統，2020年左右，建成覆蓋全球的大型航天系統。2010年將有多顆衛星發射升空，今明兩年發射超過十顆導航衛星，3年內完成系統組網，並具備基本的運行能力，在此基礎上將逐步發展到為全球服務。這一系統將由30多顆衛星組成，建成後將使中國擺脫依靠美國GPS系統進行導航定位的局面，極大提升中國的軍事能力和綜合國力，並將帶動一批相關高技術產業的發展。

與世界上被廣為接受的美國GPS衛星導航系統相比，中國北斗衛星定位系統在未來的設計應用上仍存在3大難點：

第一，如果要保持衛星導航的高精度，衛星上必須配有高穩定性、高精度的原子鐘，而在原子鐘的技術精度和穩定性上，中美尚有差距，需花大力氣進行自主研發。

第二，作為當今世界唯一的超級大國，美國擁有雄厚的經濟實力，並掌握著其他國家難以企及的戰略資源。這些都可以保證美國實現在全球範圍內布控衛星監控網路。而中國則只能在本國區域內布網，這對於衛星上天后的測控和維護是一大難點。

第三，GPS在問世的近30年時間裡積累了大量的空間實驗數據，而其中最重要的太陽光壓變化對於衛星所產生影響的數據，已經建立起數據模型，精度很高。中國的北斗系統尚處於起步階段，還需要在摸索中前進。

北斗一號尚存的缺陷及隱憂

缺陷：雙星定位，只能為終端用戶提供經度和緯度，無法提供高度數據；只能覆蓋中國及其周邊地區，不能覆蓋兩極地區，赤道附近定位精度差；無法在高速移動的平台上使用，用戶無法保持無線電靜默，因而不能滿足高動態和保密的軍事用戶要求；用戶數量受一定限制。

隱憂：曾在清華大學讀書的一位中國女學生是做北斗相關的項目的，畢業後到美國留學深造。

2007年4月，中國發射了屬於北斗一號系統的首顆地球中軌道衛星。在其先前取得成功的技術基礎上，她解調了這顆m1衛星上所有民用碼廣播的三個波段頻率（e2,e5b,e6），證實了所有的北斗-m1編碼都是gold碼，並且破解出其編碼生成器為線性移位反饋寄存器。她還將這些偽隨機(PRN)代碼應用於一個軟體接收機中獲取並跟蹤北斗-m1衛星，將其調製後得出連續波信號，再對多個周期的信號作累加平均，把信號增強並削弱雜訊，解析偽隨機碼的周期和結構，繼而推導出其生成公式。先後破譯了北斗的民用密碼、軍方密碼、信號發生器密碼，為此美國航空無線電技術委員會RTCA授予她W.E.Jackson大獎,以表彰她攻讀博士學位期間破譯北斗及伽利略系統導航信號等工作。2007年中國教育部曾為其頒發了「國家優秀自費留學生獎學金」，獎勵5000美金。2008年9月她在斯坦福大學獲得EE博士學位。之後繼續從事斯坦福研究項目中有關衛星導航系統的研究，美國聯邦航空局資助了這一項目。她的個人主頁可下載到她的博士論文，其中提到一家比利時公司已經利用他們提供的演算法跟蹤到北斗導航信號。

理論上講，其它國家成功破解北斗編碼程序後，就可通過先進的電子攔截設備捕捉其導航信號，以分析外軍部隊調動或者武器裝備的具體位置，進而通過GPS確認這些數據參數，也能在需要時對導航信號進行干擾。在最壞的情況下，破解別國的衛星導航定位編碼後，敵對國軍隊指揮官將和外軍指揮官一樣，對外軍的軍事部署和裝備位置信息瞭若指掌。這對別國未來的軍事行動及民間使用者顯然有著不可預知的影響。

出於安全考慮，中國目前正在加速建設第二代「北斗」系統，其覆蓋範圍與美國GPS大體相當，可為全球用戶提供導航定位服務，而且將採用更先進且難以破解的新型編碼，應可有效降低信號被別國破解的風險。

中國的北斗COMPASS導航系統和美國GPS、俄羅斯格羅納斯GLONASS、歐盟伽利略系統GALILEO並稱為全球四大衛星導航系統。目前，聯合國已將這4個系統一起確認為全球衛星導航系統核心供應商。

2000年10月31日北斗一號01星發射。

2000年12月21日北斗一號02星發射。

2003年5月25日發射了北斗一號03星，作為系統的備份星。

2003年12月15日，北斗一號系統正式開通運行。

2004年9月，第二代導航系統——北斗衛星導航系統建設被批准實施。

2010年1月17日0時12分，「長征三號丙」運載火箭在中國西昌衛星發射中心將第三顆北斗導航衛星成功送入太空軌道，使北斗二號全球導航定位系統臻於完善。

2010年6月2日晚23時53分，中國在西昌衛星發射中心用「長征三號丙」運載火箭，將第四顆北斗導航衛星成功送入太空預定軌道。

2010年8月1日5時30分，中國在西昌衛星發射中心用「長征三號甲」運載火箭，將第五顆北斗導航衛星成功送入距地面36000公里太空預定轉移軌道。

2010年8月10日6時49分，在太原衛星發射中心用「長征四號丙」運載火箭，中國成功地將「遙感衛星十號」送入預定軌道。「遙感衛星十號」安裝了合成孔徑雷達設備，可對大範圍地面目標進行全天候監測，並對特定地面目標追蹤監測。

2010年11月1日0時26分，在西昌衛星發射中心用長征三號丙運載火箭成功將第六顆北斗導航衛星送入太空，這是中國今年連續發射的第4顆北斗導航系統組網衛星。

2010年12月18日4時20分，在西昌衛星發射中心用長征三號甲運載火箭成功將第七顆北斗導航衛星送入太空，這是中國今年連續發射的第5顆北斗導航系統組網衛星。

2011年4月10日4時47分，中國在西昌衛星發射中心用「長征三號甲」運載火箭，成功將第八顆北斗導航衛星送入太空預定轉移軌道。該衛星已進入近地點約200千米、遠地點約35991千米，傾角55度的預定軌道。本次成功發射，標誌著北斗區域衛星導航系統的基本系統建設已經完成。這顆衛星將與去年發射的5顆導航衛星共同組成「3+3」基本系統(即3顆GEO衛星加上3顆IGSO衛星)，經過一段時間的在軌驗證和系統聯調後，將具備向中國大部分地區提供初始服務的條件。今年和2012年，中國還將陸續發射多顆組網導航衛星，完成北斗區域衛星導航系統建設。」

北斗衛星導航系統將於2012年前完成區域系統的衛星發射後具備亞太地區區域服務能力，到2013年，普通百姓就可以開始使用北斗系統。2020年左右，建成由30餘顆衛星、地面段和各類用戶終端構成的、覆蓋全球的大型航天系統。

中國發展「北斗」導航系統首先是滿足本國經濟、軍事領域的需求，同時也為國際用戶提供了更多的選擇，在一定程度上起到了防止一國壟斷衛星導航市場的作用。中國軍隊的導航和授時方式已經逐步由GPS向北斗轉換，而金融、電力、漁政和森林防火等民間領域也逐漸嘗試使用北斗系統。

中國航天事業正穩步發展，「北斗」導航系統將迎來大發展的黃金時期，中國正在穩步發展一大批本國的空間項目，按照目前的發展態勢，中國將有能力挑戰美國的太空霸主地位。

2010年

長征3C載 北斗G4

長征3A載 北斗IGSO2

2011年

長征3A載 北斗2 IGSO-3

長征3B載 北斗Compass-M2,北斗Compass-M3

長征3B載 北斗Compass-M4,北斗Compass-M5