北斗導航:中國版GPS加速布局
全球衛星導航系統對一個國家的國家安全、國民經濟發展以及普通民眾的日常生活,正在產生全面而深入的影響。目前在太空中運行的全球衛星導航系統有美國的GPS和俄羅斯的格洛納斯(GLONASS),歐洲的伽利略系統正在建設當中,但是計劃一再拖延。 2007年4...
- 作者:王義偉來源:中華工商時報|2007年05月18日
2007年4月14日,中國發射了第一顆第二代北斗導航衛星。與之前的北斗一號組成的區域性導航系統不同,這次發射的衛星,標志著以5顆靜止軌道衛星和30顆非靜止軌道衛星組成全球衛星導航系統,邁出了具有實質意義的第一步。
這是真正屬于中國人自己的、覆蓋全球所有方位的衛星導航系統。
依賴與受傷
第一個故事是記者在一次活動中聽到的。美國人在對伊拉克大打出手的時候,美軍一艘軍艦在萬里之外檢查過往船只,并向一艘C國的油輪發出停船接受檢查的信號。C國的海軍雖然鞭長莫及,但是C國也是核大國,油輪船長覺得美艦不敢怎么樣,加上自己的船體比軍艦大得多,所以不理不睬,繼續航行。時間不長,問題出來了。C國油輪上的GPS導航設備突然失靈。沒有了GPS,油輪在茫茫大海上就沒有了方向,只好停了下來。美軍直升機強行登船,將船長一干人等趕到甲板上曬太陽,然后對全船進行搜查。搜查過后,美軍軍官瀟灑地敬個禮,說一聲“感謝你們與美國政府的合作”,然后揚長而去。船上的GPS又恢復了正常。
第二個故事是圈內人士講的。某年某月,中國人民解放軍在某地舉行軍事演習。有消息說,美國對該地的GPS信號進行了特殊處理。盡管具體情況不得而知,但是,這個圈內人士直言,那段時間,該區域的GPS接收設備的工作狀況確實極不正常。
第三個不是故事,而是一個事實。有關方面信息顯示,我國一些政府、專業部門對GPS已經產生了嚴重的依賴,認為經過10多年的應用,GPS以全天候、高精度、自動化、高效益等顯著特點,贏得了某部門廣大工作者的信賴,并成功地應用于大地測量、工程測量、航空攝影測量、運載工具導航和管制、地殼運動監測、工程變形監測、資源勘察、地球動力學等多種學科,從而帶來一場深刻的技術革命。
這就是GPS,一個向所有用戶免費開放的全球衛星導航系統,一個讓越來越多的國家和民眾依賴的系統。但是,又有多少人意識到了,這個系統的開關,掌握在美國人手里。這是一個隨時可以在擴大信號誤差、關閉信號,讓幾百萬平方公里的人員、設備突然看不清或者變成瞎子的系統。
知道了以上內容,我們就可以了解,北斗導航系統的出現和它的升級換代,對于中國、對于中國人,意味著什么。
GPS就在你身邊
要了解中國的北斗導航系統,得先了解美國的GPS。把GPS講清楚了,北斗也就清楚了。
在衛星導航系統出現之前,遠程導航與定位主要用無線電進行,其中包括羅蘭-C系統、Omega(奧米茄)系統、多卜勒系統等,這些系統精度都不高。
1958年,美國開始研制第一代衛星定位裝置子午儀系統(Transit)。1964年,子午儀系統投入使用。該系統只有5-6顆衛星,不能從地面站進行連續的觀測和控制,因而無法提供連續的實時三維導航,精度也不高。
為滿足軍事部門和民用部門對連續、實時、三維導航的要求,1973年,美國國防部制定了GPS計劃。該計劃分三個階段:
第一階段為方案論證和初步設計階段。從1973年到1979年,發射了4顆試驗衛星,研制了地面接收設備。
第二階段為全面研制和試驗階段。從1979年到1984年,陸續發射了7顆試驗衛星。實驗表明,GPS定位精度遠遠超過設計標準。
第三階段為實用組網階段。1989年2月4日第一顆GPS工作衛星發射成功,1993年底實用的GPS網正式建成。
GPS使用24顆高度約兩萬公里的衛星,分布在六個軌道面上(每軌道面4顆)。這樣的分布使得用戶在全球任何地方、任何時間都可觀測到四顆以上的衛星,并接收衛星信號,從而實現精確、連續、實時的定位導航。
由于每一顆衛星都有使用壽命,因此,GPS運行之后,美國仍在不間斷發射新星。到目前為止,GPS至少已經發射了55顆衛星。這種連續的發射不但保證了GPS維持工作狀態,還使得GPS的功能得到持續改進。目前,美國正在實施新的GPS現代化計劃,這個計劃完成之后,GPS系統的功能將變得更加強大,處于遙遙領先的地位。
GPS發射的信號分為兩種:軍用的和民用的,其中軍用信號專供美國軍方使用,民用信號免費開放給全球用戶使用。一般而言,民用信號較軍用信號的精度要差,而且,美國軍方隨時可以對特定區域的信號進行調整,使其誤差變大,甚至關閉特定區域的信號,讓GPS暫時失靈。
GPS強大的定位導航功能,使得其民用用戶數量呈幾何數增長,在發達國家已經成為民眾生活的重要組成部分,中國的民用用戶數量近年也在大幅度增長。
在國際軍火市場,GPS也擁有特殊的地位,不少國家對外出口的精確制導武器,是基于GPS導航系統開發的。