衛(wèi)星導航系統(tǒng)：比拼時間和空間“占位”

　    北京時間10月25日23時33分，中國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用“長征三號丙”運載火箭，成功將第16顆北斗導航衛(wèi)星發(fā)射升空并送入預定轉移軌道。這意味著中國的北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)已經形成覆蓋亞太大部分地區(qū)的服務能力。

　　到2020年左右，由35顆導航衛(wèi)星組成的北斗，將形成覆蓋全球的定位、導航以及通信服務能力。這也意味著，在未來的太空中，它將有能力與美國的GPS和俄羅斯的GLONASS（格洛納斯）衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)一爭高下。

　　保障國家安全，競爭民用市場

　　目前，美國的GPS占據(jù)著全球導航應用市場的絕對份額。在中國國內導航市場，GPS更是占據(jù)了95%以上的市場份額。既然天上已經有了GPS，為什么中國還要耗費巨資建設北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)？

　　中國航天科技集團空間技術研究院專家指出，“衛(wèi)星導航系統(tǒng)是國家安全和經濟社會發(fā)展不可或缺的信息基礎設施，是大國地位和綜合國力的重要標志。”

　　迄今為止的衛(wèi)星導航系統(tǒng)，雖然都能發(fā)揮民用功能，但追根溯源，其初始動機都在于軍事用途。美俄（蘇）的兩代衛(wèi)星導航系統(tǒng)都是冷戰(zhàn)的產物；歐洲的伽利略（GALILEO）系統(tǒng)本身就是“歐洲獨立防務計劃”的一部分；日本的衛(wèi)星導航計劃，既可以看作是日本軍事“復興”計劃的一部分，也可以視為美國戰(zhàn)略重心東移的一個輔助性計劃；印度的衛(wèi)星導航計劃則是由空軍推動的。

　　在現(xiàn)代戰(zhàn)爭條件下，原本被地理空間割裂的不同戰(zhàn)區(qū)已被連通為一個全球戰(zhàn)場，如果沒有可靠的導航體系，就無法實現(xiàn)多兵種、跨地域協(xié)同作戰(zhàn)。隨著科技的發(fā)展，武器裝備的智能化水平在不斷提高，其對導航定位衛(wèi)星的依賴程度也在不斷提高，如果沒有自己的導航衛(wèi)星系統(tǒng)，在緊急情況下，一旦擁有導航定位衛(wèi)星系統(tǒng)的國家關閉系統(tǒng)，性能再高的武器裝備也無法發(fā)揮效能。比如，美國的GPS導航系統(tǒng)能夠放出高精度的信號，也可以在必要時有選擇地屏蔽信號，癱瘓對方的軍事調動和高性能武器。《華爾街日報》就曾說過，如果發(fā)生沖突或緊急情況，“美國可能會斷開GPS網(wǎng)絡”。

　　因此，建立獨立的衛(wèi)星導航系統(tǒng)，是避免在突發(fā)戰(zhàn)爭中受制于人，保證國家安全的命脈。

　　從社會經濟發(fā)展來看，衛(wèi)星導航產業(yè)已成為繼移動通信和互聯(lián)網(wǎng)之后全球發(fā)展最快的電子信息產業(yè)，正在帶來巨大的經濟利益。

　　僅就中國市場而言，有關部門預測，我國衛(wèi)星導航產業(yè)到2015年產值將超過2250億元；到2020年，將進一步攀升至4000億元，總用戶數(shù)量將達到8億個，約占全球數(shù)量的30%。但目前，GPS系統(tǒng)占據(jù)著全世界民用市場94%、中國民用市場95%的份額。如果中國沒有獨立的衛(wèi)星導航系統(tǒng)，那么GPS在導航市場一統(tǒng)天下的局面將一直延續(xù)下去，巨大的利潤將拱手送人。

　　美俄力求鞏固、擴大優(yōu)勢

　　日本時事通訊社報道說，中國的北斗在和美國的GPS展開“競爭”和“對抗”。事實上，在現(xiàn)在的太空中，衛(wèi)星導航系統(tǒng)的競爭不僅僅在中美之間，而是一場全球性的角逐。

　　“首先，衛(wèi)星上天需要軌道位置，就好比停車要占個停車位；其次，系統(tǒng)運行需要頻率資源。這兩樣資源，現(xiàn)在都很緊張，爭奪也很激烈。比如說，按照聯(lián)合國國際電信聯(lián)盟的規(guī)則，衛(wèi)星頻率的使用權屬于先發(fā)射的一方。”

　　北斗衛(wèi)星導航總設計師謝軍說，目前，導航衛(wèi)星的頻率資源大部分被美國的GPS占有，俄羅斯的格羅納斯也占了一部分。盡管如此，美俄仍在大力投入，力爭鞏固、擴大現(xiàn)有優(yōu)勢。

　　據(jù)悉，美國為確保衛(wèi)星導航系統(tǒng)的霸主地位，適應2030年對衛(wèi)星導航系統(tǒng)的需求，計劃總耗資190億美元，部署由70~90顆衛(wèi)星組成的GPS-3，以取代現(xiàn)在的由30顆衛(wèi)星組成的GPS系統(tǒng)。

　　GPS-3計劃分為4個階段：2000~2005年為系統(tǒng)概念研究和可行性論證階段；2006~2008年為關鍵建設攻關與仿真試驗階段；2009~2012年為工程研制階段；2013年以后為新一代GPS-3系統(tǒng)發(fā)射部署和試驗驗證階段。該計劃預計2025年完成。

　　GPS-3在技術上進行了多項改進和提高，導航定位精度更高，衛(wèi)星功能更加強大，抗干擾能力也將大大增強。

　　俄羅斯政府也正在著手制訂格洛納斯（GLONASS）系統(tǒng)未來10年的發(fā)展計劃，GLONASS-K已經啟動。據(jù)俄《生意人報》報道，俄羅斯聯(lián)邦航天局和經濟發(fā)展部計劃在2012~2020年期間為GLONASS-K系統(tǒng)投資3465億盧布（約合120億美元），用于該系統(tǒng)在未來9年的維護、新系統(tǒng)的發(fā)展和應用。GLONASS-K系統(tǒng)預計將于2020年建成。

　　為維持系統(tǒng)在軌衛(wèi)星的數(shù)目，2012年至2020年期間，GLONASS系統(tǒng)將發(fā)射13顆GLONASS-M衛(wèi)星以及22顆新一代的GLONASS-K衛(wèi)星，以替代過期服役的衛(wèi)星。2020年后，GLONASS的導航精度將達到1米，與GPS的水平相同，屆時，俄羅斯也將重振航天大國和軍事大國的雄風。

　　歐日印緊追不舍

　　盡管歐洲的伽利略（GALILEO）系統(tǒng)建設遇到了一些困難，研制和試驗計劃一度受阻，但歐盟已決心全面接管該計劃，爭取在2020年前完成由30多顆衛(wèi)星組網(wǎng)的導航系統(tǒng)建設任務并投入使用。

　　2011年，歐洲成功發(fā)射了兩顆GALILEO在軌驗證衛(wèi)星，由此，GALILEO導航系統(tǒng)初期星座的導航衛(wèi)星顆數(shù)已達4顆，可滿足衛(wèi)星導航定位驗證的最低要求，包括測量經緯度、高度以及時間參數(shù)等。2012年10月，歐洲再次發(fā)射了兩顆GALILEO衛(wèi)星，這兩顆衛(wèi)星由德國OHB公司制造，后續(xù)階段的操控則由多國共同完成。

　　預計2013年春季GALILEO衛(wèi)星導航接收器可首次接收到導航信號；2015年底之前將部署18顆GALILEO導航衛(wèi)星，并開始為公眾提供服務；到2020年，GALILEO導航系統(tǒng)全部完成時，將在三個繞地軌道上部署30余顆衛(wèi)星。

　　據(jù)有關資料，日本正在發(fā)展一種叫做“準天頂衛(wèi)星導航系統(tǒng)”的區(qū)域導航系統(tǒng)，其關鍵技術的研發(fā)工作已經取得了重要的進展。

　　作為GPS的一個輔助和增強系統(tǒng)，“準天頂衛(wèi)星導航系統(tǒng)”有望提高在日本及其周邊的GPS定位性能。雖然“準天頂衛(wèi)星導航系統(tǒng)”必須依賴GPS完成用戶定位，但按照計劃，它完全有可能升級為獨立的衛(wèi)星導航系統(tǒng)。

　　其他國家的衛(wèi)星導航計劃也在緊鑼密鼓地推進。例如，在印度，航天官員的腦海中已有兩套導航衛(wèi)星計劃。一個是GPS增強系統(tǒng)，打算發(fā)射一組靜止軌道衛(wèi)星來改善本國機場和航空空間所有GPS信號的精度；另一個是自主建設由7顆衛(wèi)星組網(wǎng)的區(qū)域導航衛(wèi)星系統(tǒng)。

　　中國衛(wèi)星導航學術年會科學委員會副主席、北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)工程副總設計師李祖洪分析，這實際上是一場部署進度的比拼。各國衛(wèi)星導航系統(tǒng)部署的時間進度是個重大考驗，捷足先登是成功的第一步。

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