專家預(yù)測未來衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)領(lǐng)域是“四分天下”

衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。

　　新聞背景

　　據(jù)俄羅斯聯(lián)邦航天署網(wǎng)站介紹，俄計劃今年發(fā)射9顆GLONASS全球?qū)Ш较到y(tǒng)的衛(wèi)星。預(yù)計到今年年底，GLONASS系統(tǒng)在軌衛(wèi)星的總數(shù)將達(dá)到24顆，即除了每個軌道面上平均分布7顆工作衛(wèi)星外，各軌道面上再增加1顆在軌備用衛(wèi)星，其信號范圍將從覆蓋俄羅斯全境擴(kuò)大到覆蓋全球。此舉可使GLONASS衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)判讀地面精度比以往提高30-40%，導(dǎo)航信號的精度也隨之提高近2倍。屆時，GLONASS系統(tǒng)與美國的GPS系統(tǒng)之間的競爭，將更加激烈。

　　“北極熊”要搶的“奶酪”

　　全球通訊、航天、探礦、救援、國防安全等領(lǐng)域，都離不開衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。上世紀(jì)80年代，這個領(lǐng)域一直是由美國GPS系統(tǒng)壟斷。俄羅斯不甘心看到如此大的一塊“奶酪”讓美國一家獨享，為了維護(hù)自己的戰(zhàn)略利益，“北極熊”開始積極研發(fā)本國的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。

　　GLONASS是由俄羅斯單獨研發(fā)部署的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，該項目啟動于上世紀(jì)70年代，這一系統(tǒng)至少需要18顆衛(wèi)星為俄全境提供衛(wèi)星定位及導(dǎo)航服務(wù)，如要提供全球服務(wù)，則需要24顆衛(wèi)星在軌工作。GLONASS系統(tǒng)完成全部衛(wèi)星的部署后，其衛(wèi)星導(dǎo)航范圍可覆蓋整個地球表面和近地空間，定位精度將達(dá)到1.5米之內(nèi)!

　　1.5米，這意味著俄軍的精確制導(dǎo)打擊能力，將進(jìn)入一個可怕的“點穴”時代。形象一點說，就是空軍戰(zhàn)機(jī)可以在幾十公里甚至更遠(yuǎn)的距離上對地面一輛高速行駛的汽車進(jìn)行精確定位，并發(fā)射導(dǎo)彈將其摧毀;海軍艦艇可在水下幾百米的深度發(fā)射戰(zhàn)略核武器，利用GLONASS系統(tǒng)的定位坐標(biāo)，精準(zhǔn)打擊對手的戰(zhàn)略要點(戰(zhàn)略核武器攻擊的精度誤差一般在500米左右)。

　　目前，俄GLONASS衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)擁有工作衛(wèi)星21顆，分布在3個軌道平面上，同時還有3顆備份衛(wèi)星。每顆衛(wèi)星都在1.91萬公里高的軌道上運(yùn)行，周期為11小時15分。GLONASS系統(tǒng)一直處于降效運(yùn)行狀態(tài)，現(xiàn)只有8顆衛(wèi)星能夠正常工作，其精度要比美國GPS系統(tǒng)低。近年來，俄羅斯積極著手對 GLONASS進(jìn)行技術(shù)改造。不久前，他們剛發(fā)射了3顆新型“旋風(fēng)”衛(wèi)星。該衛(wèi)星的設(shè)計壽命將為7～8年(現(xiàn)行衛(wèi)星壽命為3年)，具有更好的技術(shù)性能。

　　盡管GLONASS與GPS同為全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，但彼此有許多不同之處。GLONASS定位的精準(zhǔn)度，和GPS相比有一定差距，但其具有更強(qiáng)的抗干擾能力。由于坐標(biāo)和時間上的使用標(biāo)準(zhǔn)不同，GLONASS雖在國際通用上有其局限性，但在至關(guān)戰(zhàn)略存亡的安全重要性上，此設(shè)計避免了戰(zhàn)時自己衛(wèi)星信號被敵干擾。

　　從“兩強(qiáng)對抗”到“四分天下”

　　全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，被稱作“人類在太空里的眼睛”，哪個國家擁有這雙“眼睛”，就好比掌握了太空戰(zhàn)制勝的“王牌”。軍事需要和不可小覷的商業(yè)利益，使世界各國在這一領(lǐng)域的競爭日趨激烈。

　　目前，世界上僅有4套衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)處于工作或研制狀態(tài)，即美國的GPS、俄羅斯的GLONASS、歐洲的“伽利略”以及我國的“北斗”。

　　GPS是美國歷時20多年，耗資200多億美元建立起來的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，其功能目前最為完備。為了防范“某些國家”利用該系統(tǒng)威脅美國，GPS系統(tǒng)對外國只提供低精度的衛(wèi)星導(dǎo)航信號。一旦發(fā)生威脅自身安全的軍事沖突，美國會馬上切斷衛(wèi)星導(dǎo)航服務(wù)。為了不讓美國牽著鼻子走，歐盟在上個世紀(jì)90年代末決定：在太空中安置屬于自己的“眼睛”——“伽利略”系統(tǒng)。

　　歐盟“伽利略”系統(tǒng)2002年正式啟動，目標(biāo)是建成覆蓋全球的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，既可以為公眾提供基本信號，也可以為政府提供高度保密的信號，從而打破美國在這一領(lǐng)域的壟斷。歐盟將為整個計劃投入42億多美元，總共發(fā)射30顆衛(wèi)星。據(jù)專家介紹，一旦30顆衛(wèi)星全部在軌運(yùn)行，精確度將比GPS系統(tǒng)更高。

　　歐盟方面稱，“伽利略”計劃將嚴(yán)格遵守“僅限于民用”的原則。系統(tǒng)的首顆衛(wèi)星是用俄羅斯的“聯(lián)盟”號運(yùn)載火箭推上了太空。作為“伽利略”計劃的首個非歐盟合作伙伴，我國承諾向該計劃投資2億歐元。

　　作為國家安全和經(jīng)濟(jì)社會的核心基礎(chǔ)設(shè)施，衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)決不能依賴于他國系統(tǒng)。我國于1994年開始自行研制國產(chǎn)衛(wèi)星定位系統(tǒng)——“北斗”。據(jù)專家介紹，我國衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)分為三步走。第一步，北斗一號系統(tǒng)，已于2003年建成并投入運(yùn)營;第二步，北斗二號區(qū)域系統(tǒng)，于2004年啟動，預(yù)計2012年建成;第三步，覆蓋全球、高精度的北斗二號全球系統(tǒng)，預(yù)計2020年建成。

　　北斗一號系統(tǒng)已連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行了6年多，在部隊巡邏、作戰(zhàn)指揮、訓(xùn)練演習(xí)、搶險救災(zāi)等軍事活動中發(fā)揮了重要作用。特別是2008年汶川抗震救災(zāi)，北斗一號系統(tǒng)發(fā)揮了其獨特的技術(shù)優(yōu)勢。今年1月17日，隨著第3顆衛(wèi)星成功發(fā)射，北斗二號衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)入加速組網(wǎng)階段。

　　軍事專家預(yù)測，未來的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)領(lǐng)域，在不遠(yuǎn)的將來會是“四分天下”。不過，我們應(yīng)清醒認(rèn)識到：與其他國家相比，“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)還有很長的路要走，唯有保持其自身特長的同時，盡快完善坐標(biāo)精準(zhǔn)定位和提高抗干擾能力，才能在激烈的競爭中立于不敗之地。

　誰能掌握衛(wèi)星導(dǎo)航優(yōu)勢，誰就掌握了戰(zhàn)爭主動權(quán)

　　在國防領(lǐng)域，衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)已成為建設(shè)信息化軍隊、打贏信息化戰(zhàn)爭的重要基礎(chǔ)和保證，在聯(lián)合作戰(zhàn)、戰(zhàn)場態(tài)勢感知、精確打擊、情報偵察等方面發(fā)揮著不可替代的重要作用?，F(xiàn)代戰(zhàn)場上，衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)被廣泛裝備于作戰(zhàn)車輛、艦艇、飛機(jī)，使用級別甚至可以到連、排乃至單兵，已成為戰(zhàn)斗力的有機(jī)組成部分和作戰(zhàn)效能的倍增器。

　　美國《軍事評論》雜志曾直言不諱地說：“誰能掌握衛(wèi)星導(dǎo)航優(yōu)勢，誰就掌握了戰(zhàn)爭主動權(quán)?！苯?0年里，美國之所以能以極小代價打贏多場局部戰(zhàn)爭，GPS支持的作戰(zhàn)平臺和制導(dǎo)武器發(fā)揮了巨大作用，難怪一些美軍將領(lǐng)發(fā)出了“沒有GPS，我們根本無法作戰(zhàn)”的感慨。

　　不夸張地說，無論是天、空、地聯(lián)合作戰(zhàn)的指揮控制還是精確打擊武器的制導(dǎo)和引導(dǎo)，現(xiàn)代戰(zhàn)爭完全離不開戰(zhàn)場上的“指北針”——衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的支持。如何增強(qiáng)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的精準(zhǔn)度和防止敵方干擾，是世界各國下一步要深入研究的重要課題。

　　為確保領(lǐng)先地位，美國正計劃對GPS進(jìn)行有史以來最大規(guī)模的技術(shù)升級。升級后的美軍第3代全球定位系統(tǒng)傳輸量是現(xiàn)行系統(tǒng)的500倍，而抗干擾能力也將大大加強(qiáng)。為了應(yīng)對未來更加復(fù)雜的戰(zhàn)場環(huán)境，歐盟各國都在抓緊設(shè)計試驗新一代定位導(dǎo)航衛(wèi)星，定位精度將達(dá)到“米”級別。

　　相關(guān)鏈接

　　美國GPS：是一個接收型定位系統(tǒng)，只轉(zhuǎn)播信號，用戶接收就可定位，不受容量限制。整套系統(tǒng)包括繞地球運(yùn)行的24顆衛(wèi)星，每顆衛(wèi)星能連續(xù)發(fā)射一定頻率的無線電信號，只要持有便攜式信號接收儀，無論身處陸地、海上還是空中都能收到衛(wèi)星發(fā)出的特定信號。接收儀中的電腦只要選取4顆或4顆以上衛(wèi)星發(fā)出的信號進(jìn)行分析，就能確定接收儀持有者的所在位置。GPS除了導(dǎo)航外還有其他多種用途，如科學(xué)家可以用它來監(jiān)測地殼的微小移動從而幫助預(yù)報地震等。但GPS系統(tǒng)也存在技術(shù)弱點。由于每顆衛(wèi)星信號頻率和調(diào)制方式相同，不同衛(wèi)星信號靠不同偽碼區(qū)分，加上從衛(wèi)星反饋到地面的GPS信號很弱，如果對方施加干擾，很可能使地面接收設(shè)備無法正常工作，導(dǎo)致導(dǎo)航精度降低。

　　俄羅斯GLONASS：與GPS工作原理基本相同。差別在于： GLONASS的衛(wèi)星分布在3條軌道上，較適用于高緯度用戶，而GPS的衛(wèi)星分布在6條軌道上，對中低緯度用戶比較便利。GLONASS的單點定位精度水平方向為16米，垂直方向25米。與GPS相比，GLONASS在定位精度、隱蔽性等方面處于下風(fēng)。其民用單點定位精度(30米)與GPS差約20米;與“伽利略”系統(tǒng)(民用信號精度1米)差距更大。但其抗干擾性明顯強(qiáng)于其他系統(tǒng)，由于GLONASS的衛(wèi)星靠頻率不同來區(qū)分，更注重對高緯度地區(qū)的覆蓋，因此能有效防止整個衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)被對手干擾。

　　歐盟“伽利略”：是歐盟計劃建設(shè)的新一代民用全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。按照規(guī)劃，“伽利略”計劃將耗資約27億美元，系統(tǒng)由30顆衛(wèi)星組成。衛(wèi)星采用中等地球軌道，均勻地分布在高度約為2.3萬公里的3個軌道面上，系統(tǒng)包括27顆工作星，另加3顆備份衛(wèi)星。系統(tǒng)的典型功能是信號中繼，即向用戶接收機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸是通過一種特殊的聯(lián)系方式或其他系統(tǒng)的中繼來實現(xiàn)，例如通過移動通信網(wǎng)來實現(xiàn)。“伽利略”接收機(jī)不僅可以接受本系統(tǒng)信號，而且可以接受GPS、GLONASS這兩大系統(tǒng)的信號，并且具有導(dǎo)航功能與移動電話功能相結(jié)合、與其他導(dǎo)航系統(tǒng)相結(jié)合的優(yōu)越性能。

整理：洪麓豐