中國“北斗”躍上新高度

□ 本刊特約記者 武 鎧

2010年，對于中國北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的建設者，特別是北斗導航衛(wèi)星的研制者而言，是個不一般的年份。這一年，中國北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)將有多顆衛(wèi)星連續(xù)躍上太空，在屬于它們的軌道上安家。經(jīng)過這一密集發(fā)射組網(wǎng)階段，中國的新一代衛(wèi)星導航系統(tǒng)將在太空中初現(xiàn)雛形。

北斗導航衛(wèi)星總指揮李長江告訴記者，我國的新一代北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)是一個混合系統(tǒng)，其中包括多類軌道系統(tǒng)。目前，該系統(tǒng)已發(fā)射多顆地球同步軌道衛(wèi)星并投入運行。對于該軌道衛(wèi)星的發(fā)射運行，我國擁有成熟經(jīng)驗。但此次發(fā)射的第五顆北斗導航衛(wèi)星，衛(wèi)星不在赤道平行面上運行，而是軌道與赤道面成一定夾角。

從新一代北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)建設啟動以來，我國發(fā)射的北斗衛(wèi)星都是地球同步軌道衛(wèi)星，而此次發(fā)射的北斗衛(wèi)星將首次安家在傾斜地球同步軌道。可以說，這顆衛(wèi)星的“上崗”，對于整個北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的建設具有重要意義。

“北斗”，聲名遠播

2008年5月，就在距離西昌不遠的四川汶川，大地震把房屋、堤壩、河流和山體毀壞得面目全非，許多救援隊員在北斗導航系統(tǒng)的指引下迅速到達目的地，及時救出災區(qū)群眾。此前，就連救援隊員們自己都沒有想到，手中的這個終端會成為災難來臨時的救命法寶。

在四川汶川和青海玉樹特大地震中，很多人聽說了“北斗”這個名字，把它當作來自天上的希望之源和來自高科技的生命之光；還有很多原本知道北斗導航系統(tǒng)的人們，通過災害救援更加了解到它的強大功能，許多部門提出了成為“北斗”用戶的迫切需求。

而在中國海軍護航編隊遠航亞丁灣的過程中，即使遠在距離祖國遙遙萬里的印度洋上，各艘艦艇仍然得到了北斗導航系統(tǒng)強有力的支持，成為圓滿完成護航任務不可或缺的高科技指南。

同時，在我國廣袤的邊疆地區(qū)，許多地形復雜、人跡罕至的地方因為有了北斗導航系統(tǒng)而被勘察人員所熟知，許多測繪人員依靠北斗導航系統(tǒng)獲得了前所未有的安全保障。

在中國，衛(wèi)星導航已不是新概念，而是一個龐大市場和巨大產(chǎn)業(yè)。近年來，國內(nèi)沒聽說過GPS的人越來越少，而了解“北斗”的人也越來越多。目前已熟練應用北斗導航系統(tǒng)的用戶，十分期待第二代北斗導航系統(tǒng)的應用。

在我國的海南島，無數(shù)漁民在漁船上裝載了北斗海洋漁業(yè)船載信息終端。這個小小的東西功能強大，包括短信、定位、導航、顯示、報警求救、安全生產(chǎn)與管理等。憑借它，漁民可以在茫茫大海中給自己定位和導航，從而知道自己身處何方，可以與家人或相鄰漁船保持短信聯(lián)系，可以獲取氣象情況、漁業(yè)市場交易情況等信息，甚至可以玩游戲。

同時，政府通過這個終端，可以了解漁船在哪里作業(yè)，可以獲取漁民發(fā)生問題時的求救信號，可以指揮營救，使?jié)O民得到及時救助，可以通過終端管理休漁，可以為處理漁業(yè)生產(chǎn)中的國際爭端提供依據(jù)。

據(jù)介紹，近年來，第一代終端已在海南廣泛應用。最近，有關部門在吸收大批漁民意見的基礎上，改進推出了第二代終端，并在?？?、臨高等地漁船上進行了小批量試用，反響良好。預計未來一年內(nèi)就會有上萬臺終端投入使用。

當?shù)卣撠熑烁锌卣f，有了自主創(chuàng)新研發(fā)的導航系統(tǒng)，漁民才可能更安全、更大規(guī)模地走向深海大洋，因此這一項目不僅是科技創(chuàng)新，也是一個戰(zhàn)略部署。

箭體吊裝（南勇攝）

據(jù)悉，不僅在海南，在東海之濱的舟山、臺州、溫州，在北方的黃渤海地區(qū)，北斗導航系統(tǒng)在海洋漁業(yè)中的應用已全面推廣。目前，僅在我國東南沿海，北斗導航系統(tǒng)運營入網(wǎng)用戶終端數(shù)就已突破1.2萬個。

“北斗”，快速成長

談到北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的發(fā)展，李長江告訴記者，其實中國人在衛(wèi)星導航方面的思考并不晚。上世紀70年代，中國人就開始研究利用衛(wèi)星為地面進行定位服務，但由于國力不足等多方面原因，這項名為“燈塔”的研究計劃沒能開展下去。

1983年，我國科學家陳芳允和一位美國科學家同時提出利用地球同步衛(wèi)星進行導航定位的設想。此后，美國和俄羅斯分別開發(fā)了GPS和格洛納斯衛(wèi)星導航系統(tǒng)。其中，GPS系統(tǒng)應用很成功，格洛納斯系統(tǒng)則因為后期投入不足，建設斷斷續(xù)續(xù)，直至現(xiàn)在才取得一定規(guī)模效益。

我國在開展多年預研后，于1994年全面啟動導航系統(tǒng)的研制。2000年，我國的兩顆北斗導航試驗衛(wèi)星先后入軌。2003年，又一顆備份衛(wèi)星發(fā)射升空。第一代北斗導航定位系統(tǒng)使我國成為世界上第三個擁有自主衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)的國家。5年來，它在國民經(jīng)濟領域的廣泛應用打出了“北斗”響當當?shù)钠放啤?/p>

目前，北斗導航系統(tǒng)覆蓋范圍還比較有限，例如在印度洋等較遠區(qū)域，導航精度不高。從目前市場的迫切需求來看，我國必須盡快建立第二代北斗導航定位系統(tǒng)。

其實，早在研制北斗一號衛(wèi)星的上世紀末，我國就同時啟動了第二代導航定位系統(tǒng)的研究。2004年，該系統(tǒng)正式立項，并于2007年4月成功發(fā)射了一顆試驗衛(wèi)星。正是這一顆衛(wèi)星，為中國爭得了寶貴的頻率資源。

原來，在國際上，導航衛(wèi)星利用的L頻段資源十分有限。在美國、俄羅斯先后占用了大部分頻率資源后，國際電信聯(lián)盟規(guī)定，其余的頻率執(zhí)行“先到先得”原則，誰率先申報并啟用，誰就擁有了頻率資源。當時，中國的北斗系統(tǒng)和歐洲的伽利略系統(tǒng)是最有競爭優(yōu)勢的。中國在申報之后，于2007年4月14日發(fā)射了北斗導航試驗衛(wèi)星，在申報時效到期前啟用衛(wèi)星，獲得了頻率，同時驗證了第二代導航系統(tǒng)的技術、原理和體制。

近年來，我國加快導航衛(wèi)星研制速度。第一顆傾斜地球同步軌道衛(wèi)星發(fā)射后，將和地球同步軌道上的伙伴們親密“牽手”。

平臺測試（劉建安攝）

汶川地震中使用的“北斗一號”手持機

“北斗”，躋身群雄

據(jù)悉，美國GPS的精度一般約為1米，而當其第二代GPS投入使用后，甚至可以達到0.3米、0.2米，也即0.2～0.3米大小的物體為一個像素的點。然而，美國為其他國家，包括北約盟友提供的GPS精確度都限制在10米以外。

世界各航天大國早就意識到，發(fā)展自主的衛(wèi)星導航系統(tǒng)，不僅是航天實力的重要組成部分，更是國家戰(zhàn)略的重要一環(huán)。

最早向GPS發(fā)起挑戰(zhàn)的是俄羅斯格洛納斯衛(wèi)星導航系統(tǒng)，其“完整編制”為24顆。俄自稱格洛納斯的定位精度可以達到1米，這比GPS的民用信號精度更高，但格洛納斯的普及情況遠不及GPS，主要還是被軍方使用。俄總理普京表示，俄計劃在年底前再發(fā)射7顆格洛納斯導航衛(wèi)星，以實現(xiàn)導航范圍覆蓋全球的目的。

在當今世界，美國的GPS大出風頭。但遺憾的是英國、法國等美國的歐洲盟友卻無法享受“同樣待遇”。歐洲各國覺得不能受制于美國，法國前總統(tǒng)希拉克對此曾感慨道，如果沒有自己的衛(wèi)星定位系統(tǒng)，歐洲將不可避免地成為美國的附庸。因此，他們聯(lián)合搞起了自己的衛(wèi)星導航系統(tǒng)——“伽利略”。

2004年，中國也成為伽利略計劃第一個非歐盟國家成員。然而，伽利略計劃進展并不順利，中國在合作中也受到一定的限制甚至是歧視。目前，伽利略導航系統(tǒng)計劃2011年4月進行試射，在2013年或2014年以前開始運行。

衛(wèi)星專家表示，中國的“北斗”起步比GPS晚了20年，但在技術上，并沒有落后很多。北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)總設計師孫家棟院士表示，與GPS及其他系統(tǒng)相比，北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)最大的創(chuàng)新在于其把導航與通信緊密地結合起來?！耙簿褪钦f，既能知道‘我在哪里’，也能知道‘你在哪里’?！?/p>

據(jù)悉，北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)未來將提供兩種服務方式，即開放服務和授權服務。其中開放報務，定位精度為10米，授時精度為50納秒，測速精度為每秒0.2米。

“北斗”，前景無限

我們現(xiàn)在不能問哪兒有衛(wèi)星導航，我們應該問哪兒的人們不需要衛(wèi)星導航。根據(jù)美國商務部的統(tǒng)計，從1998年到2003年，GPS應用市場從43.5億美元成長到164億美元。根據(jù)市場研究機構ABI最新報告，2008年，GPS在全球的市場產(chǎn)值為600億美元。

目前，我國的“北斗”在技術方面已與GPS沒有太大差距，只要加大技術、人才、資金方面的支持，并且借鑒GPS進入市場的技巧，未來發(fā)展將會不可估量。

四大定位系統(tǒng)中，美國GPS的老資格必須承認，歐盟伽利略系統(tǒng)以及俄羅斯格洛納斯系統(tǒng)，因其資金短缺、人才資源不足、政治壓力等原因，未來的發(fā)展命運多舛。目前我國“北斗”密集發(fā)射進入組網(wǎng)階段，已有與GPS組網(wǎng)齊頭并進之勢。

國內(nèi)很多有車一族均有此體會——在行進中，使用GPS導航時，如果前面有一彎道，導航儀會在距離此彎道五六十米或者近一百米的地方，便提示拐彎。這就是第一代GPS導航時存在的誤差。

實際上，按照美國原來的GPS現(xiàn)代化計劃，現(xiàn)在早應該到了第四代。但是GPS目前仍處在2.5代，且5月份剛發(fā)射完成第一顆衛(wèi)星，原來計劃在2010年就完成第2.5代的組網(wǎng)，現(xiàn)在看必然是延遲了，其所謂的第三代衛(wèi)星的發(fā)射，目前看比原計劃將推遲至少5年。

“目前GPS的狀態(tài)可以用彎道來形容?！睂＜疫@樣認為，因為美國這些年，特別是2008年金融危機開始后，經(jīng)費非常緊張。比如，2010年政府為GPS項目僅僅撥款10億美元，資金短缺是原計劃推后最大的原因。但這段時間內(nèi)，恰恰是中國發(fā)展最快的時候。

根據(jù)我國衛(wèi)星導航“三步走”的發(fā)展戰(zhàn)略，到2020年，“北斗”將完成覆蓋全球的衛(wèi)星導航系統(tǒng)。但很多業(yè)內(nèi)人士認為，這一計劃很有可能提前完成。

目前，在中國市場內(nèi)，GPS主要為部分汽車、消費類電子產(chǎn)品、建筑等行業(yè)提供定位服務。GPS已經(jīng)在中國占領了不少市場。國內(nèi)和國外如此巨大的市場，現(xiàn)在北斗導航系統(tǒng)如果可以分羹一杯，那么其所獲得的經(jīng)濟效益將是不可估量的。

“‘北斗’商用化可借鑒GPS模式，用免費接入形成替代?！睂＜艺J為，GPS的推廣頗有借鑒意義。從GPS一開始全球推廣到現(xiàn)在，美國政府和空軍均沒有因為其擁有這24顆導航衛(wèi)星，便向別的國家收錢，而是免費提供源信號、源代碼信號，然后由服務商(私人公司)再分包收錢，所以它占領市場的速度非?？?。

假定“北斗”在未來能夠順利投入運營，也要遵循同樣的模式，就是盡可能以低廉的價格先投入市場，搶占市場份額，然后再實行收費。

“北斗”進入全球市場，首先必須先奪回中國市場。從現(xiàn)在開始，北斗首先要做的便是盡可能多地培育中國用戶。這就需要我國政府的支持，先期政府要盡可能低地收取費用，同時提供高品質(zhì)的服務。

目前，美國GPS的發(fā)展階段為2.5代，我國的“北斗”處于2代。2012年，我國的“北斗”將覆蓋亞太地區(qū)，首先開始培育中國用戶。然后提供覆蓋亞太地區(qū)的導航、授時、通信服務能力。

根據(jù)中國全球定位系統(tǒng)技術應用協(xié)會信息咨詢服務中心統(tǒng)計和預測，我國衛(wèi)星導航定位市場，已由2000年前不足10億元發(fā)展到2005年的120億元左右，到2010年將會達到500億元的產(chǎn)值，年增長速度高達50%左右。

按照年增長速度50%計算，北斗衛(wèi)星導航設備及服務(不含手機終端)，2020年將獲得至少1000億元的市場規(guī)模。到2020年，全球?qū)⒂?6億導航定位系統(tǒng)用戶，屆時，保守估計，中國將占到至少三分之一的用戶，挑戰(zhàn)GPS“老大”的地位。

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