北斗衛星定位系統為中國安全「加碼」

　　今年1月17日，第3顆北斗衛星升空，中國的北斗定位衛星導航系統工程建設又邁出重要一步。最終，我國將通過5顆地球靜止軌道衛星和30顆非靜止軌道衛星，建成覆蓋全球的北斗衛星定位導航系統。屆時，北斗衛星定位導航系統將提供兩種服務方式，即開放服務和授權服務。開放服務是在服務區免費提供定位、測速和授時服務（定位精度10米，授時精度10納秒，測速精度0.2米/秒）。授權服務是向經過授權的用戶提供更安全穩定的定位、測速、授時和通信服務以及系統完好性信息。北斗二號衛星定位導航系統的快速發展，將為我國國防安全與經濟社會發展發揮重要作用。民用業務推廣在夾縫中求發展目前，依靠美國GPS系統進行定位的導航系統已佔領我國衛星導航民用市場99%的份額，歐盟的伽利略衛星定位系統也看中了我國的巨大市場，我國自主研製的北斗衛星定位系統的民用業務推廣面臨著在夾縫中求發展的狀況。然而，建立中國自己的全球定位導航系統，對於發展國家經濟和維護國家安全都具有極為重要的意義。衛星定位導航系統是與國家安全與經濟建設密切相關的重要基礎設施，決不能完全依賴國外系統。為此，中國從1994年開始，啟動建設北斗衛星定位試驗系統。按照建設規劃，我國衛星定位系統的建設被分為三步。第一步，北斗一號系統已於2003年建成並投入運營。第二步，北斗二號區域系統於2004年啟動，預計2012年建成，屆時將可以擁有向整個亞太地區提供服務的能力。第三步，預計2020年建成覆蓋全球的高精度北斗二號全球衛星定位系統。2000年10月31日、11月21日，2003年5月25日和2007年2月3日陸續發射了4顆試驗導航衛星，組成了「北斗一號」定位系統。已建成的北斗一號系統由2顆地球靜止衛星、2顆備用衛星、地面控制系統和用戶終端等部分組成，又稱為「雙星定位系統」。其用戶終端定位時需要發射定位申請信號，由位於北京的地面中心站解算出用戶位置，再通過衛星傳送給用戶。除了定位功能外，北斗一號還具有獨特的衛星短消息通信功能，兩個北斗用戶只要都能看見北斗衛星，就能在1秒內實現短消息通信。北斗一號系統已連續穩定運行6年多，在邊防巡邏、作戰指揮、訓練演習、後勤保障、搶險救災等方面中發揮了重要作用。此外，北斗一號系統在漁政漁業、水文監測、森林防火等方面也得到了成功應用。然而，受工作原理限制，北斗一號的工作區域局限於我國及周邊地區，只能為中低動態用戶提供定位服務，不具備測速功能，也很難滿足精確制導武器的需要。北斗二號系統包括「區域系統」和「全球系統」兩個發展階段，相對於「區域系統」，「全球系統」除了覆蓋範圍擴大外，其定位精度、導航能力等均有顯著提升。它們的定位原理和美國GPS系統、俄羅斯的格羅納斯系統、歐盟的伽利略系統完全相同，用戶終端無鬚髮射信號，僅需要同時接收4顆以上的衛星信號，即可解算出自身的位置。同時，北斗二號衛星定位系統還保留並加強了北斗一號系統的短報文通信功能，這也是北斗二號不同於GPS系統、格羅納斯系統、伽利略系統的一大特色。衛星定位系統能提高綜合國力衛星定位導航系統除了能提供高精度位置信息外，還能夠提供高精度速度信息和高精度時間信息。由於眾多突出優點，衛星定位導航已成為實現高精度、全天時、全天候、陸海空天一體、定位導航授時的最佳手段，廣泛應用於社會經濟建設和國防安全的各個領域。在經濟建設領域，衛星導航為通信、電力、金融等經濟基礎行業提供低成本、高精度的時間同步，為交通運輸、商業物流、建築工程、漁業生產、礦藏開發、資源普查、災害監測、公共安全、生命救助、個人行動電話、競技體育等各行各業提供高精度定位、測速服務。衛星導航已成為繼移動通信和互聯網之後信息產業第三個重要的經濟增長點。可以說，「北斗三號」衛星成功部署完畢，在中國沿海和亞洲地區，中國的衛星定位導航商用市場將獲得徹底改觀。在國防領域，衛星定位導航已成為建設信息化軍隊、打贏信息化戰爭的重要基礎和保證，在聯合作戰指揮、戰場態勢感知、軍事載體及人員引導與定位、精確打擊、情報偵察、戰場目標屬性識別等方面發揮著重要作用。可以說，衛星導航已成為軍事戰鬥力的有機組成部分和作戰效能倍增器。「北斗三號」衛星的成功部署，在國防領域無疑將大幅度提高精準打擊能力。北斗衛星定位導航系統的軍事功能與美國GPS系統類似，如：飛機、導彈、水面艦艇和潛艇的定位導航；對彈道導彈機動發射車、自行火炮與多管火箭發射車等武器載具發射位置進行快速定位，縮短反應時間；人員搜救、水上排雷定位等。不過，因運作方式不同，我國的北斗衛星定位導航系統有一些GPS沒有的功能，其中最重要的就是信息傳輸功能。由於北斗衛星定位導航系統的簡短通信功能可以進行安全快速的「群呼」，使用北斗系統的集團用戶中心可以發出各種指令，經「北斗」指揮型用戶機上傳至「北斗」衛星，接著轉給地面控制中心，再經出站鏈路傳至「北斗」衛星向目標用戶轉發，最終達到對下屬用戶進行指揮調度的目的。全球定位導航領域「四強爭雄」目前，世界上只有少數幾個國家能自主研製組建衛星定位導航系統。北斗導航系統是我國具有自主知識產權的衛星定位系統，與美國GPS系統、俄羅斯格羅納斯系統、歐盟伽利略系統並稱為全球四大衛星定位導航系統。北斗系統五大優勢事實上，在個人消費領域的商業定位應用方面，美國GPS系統一直處於壟斷地位，全球汽車導航系統中使用的定位服務基本都採用美國的GPS設備。我國北斗定位導航系統的建成將有希望打破美國獨霸民用全球衛星定位服務的格局。相比而言，採用北斗定位系統的應用具有五大優勢。一是它同時具備定位與通信功能，不需要其他通信系統支持，而GPS則沒有通訊功能；二是覆蓋範圍大，24小時全天候服務，沒有通信盲區。北斗系統覆蓋了中國及周邊國家和地區，不僅可為中國，也可為周邊國家服務；三是特別適合集團用戶大範圍監控與管理，以及無依託地區數據採集和用戶數據傳輸應用；四是融合北斗定位導航系統和衛星增強系統兩大資源，因此也可利用GPS使之應用更加豐富；五是自主系統，安全、可靠、穩定，保密性強，適合關鍵部門應用。從市場的發展來看，世界上多套全球定位導航系統並存，相互之間的制約和互補將是各國大力發展全球定位導航產業的根本保證。中國建設的北斗衛星導航系統，目標為覆蓋全球，規模龐大，整體性強，技術難度大，是大型複雜航天系統工程，是國家整體科技和工業水平等綜合國力的象徵。實施北斗衛星導航系統建設必將帶動原材料、元器件等基礎工業能力提高，鍛煉培養出一批高水平人才隊伍，進一步推動我國科技和工業水平的整體躍升。三大系統各擅勝場從國際範圍看，目前與北斗系統功能相似的系統有三家：美國的GPS、俄羅斯的格羅納斯導航系統，以及歐盟的「伽利略」系統。美國的GPS是一個中距離圓形軌道衛星導航系統，能為地球表面絕大部分地區提供準確的定位、測速和高精度時間標準。GPS系統由美國國防部研製和維護，1994年全面建成。該系統包括：太空中的24顆GPS衛星；地面上的1個主控站、3個數據注入站和5個監測站，以及作為用戶端的GPS接收機。只需其中3顆衛星，就能迅速確定用戶端在地球上所處的位置及海拔高度。GPS系統的一大優點是使用過程中，接收機不發出任何信號，增加了隱蔽性，提高了軍事應用效能。俄羅斯研發格羅納斯衛星導航系統，由衛星、地面測控站和用戶設備三部分組成，系統由21顆工作星和3顆備份星組成。格羅納斯系統於上世紀70年代開始研製，1982年發射首顆衛星入軌。在技術上格羅納斯系統的抗干擾能力比GPS要好，但定位精度不及GPS系統。歐盟的「伽利略」系統建設始於2003年，該系統主要是供民用，與設計做軍事用途的GPS系統不同。由於美國政府保留可限制GPS的信號強度、準確度，甚至把整組系統關閉的權力，當美國介入某場重大衝突時，全球各地的GPS民間用戶就有可能無法使用定位導航系統。因此歐盟的「伽利略」系統常被看做歐盟在衛星定位導航領域向美國叫板的工具，政治色彩比較濃郁。「伽利略」系統的建設幾經波折，預計可以在今年開始運作。