“北斗”導(dǎo)航 走自己的路

1月14日，我國自行研制建設(shè)的“北斗”二號衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)第一項民用示范工程正式啟動。這項示范工程由交通運輸部與總裝備部聯(lián)合組織實施，計劃用2年時間，建設(shè)7個應(yīng)用系統(tǒng)和一套支撐平臺，安裝8萬臺北斗終端，在江蘇、安徽、河北、陜西、山東、湖南、寧夏、貴州、天津共9個省市示范應(yīng)用。

交通運輸行業(yè)是衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)用推廣的重要領(lǐng)域，據(jù)統(tǒng)計，全球近90%的衛(wèi)星導(dǎo)航民用用戶集中在交通運輸領(lǐng)域。所以，上述示范工程率先在道路運輸行業(yè)推廣應(yīng)用，有利于迅速實現(xiàn)規(guī)模效益，有效降低使用成本，為“北斗”導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)用推廣工作奠定良好的基礎(chǔ)。同時，該示范工程的啟動，標(biāo)志著“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)第二步戰(zhàn)略目標(biāo)已經(jīng)全部實現(xiàn)，系統(tǒng)完全具備了覆蓋亞太地區(qū)的服務(wù)能力。

與美國GPS相比，我國的“北斗”系統(tǒng)起步整整晚了20年，但是發(fā)展速度非?？?，成為世界上第三個投入實際應(yīng)用的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。美國的GPS系統(tǒng)分為軍用和民用兩套，供給他國用的是民用GPS，而精度高的軍用GPS只供自己用。美國軍用GPS的精度一般約為1米，而當(dāng)其第二代GPS投入使用后，甚至可以達到0.2～0.3米。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。 與之相比，“北斗”系統(tǒng)的民用服務(wù)定位精度也是10米，測速精度0.2米/秒，授時精度10納秒，并且還有提高的空間，尤其在亞太地區(qū)的定位精度不輸于GPS。

與GPS不同的是，用戶通過“北斗”系統(tǒng)不僅能知道自己的所在位置，還可以告訴別人自己的位置，特別適用于需要導(dǎo)航與移動數(shù)據(jù)通信場所。應(yīng)用到軍事方面，比如單兵作戰(zhàn)，也將大大提高其作戰(zhàn)能力。無論是山區(qū)密林、沙漠荒野，只要有“北斗”系統(tǒng)終端，士兵都可以自己掌握所在位置、實時動態(tài)傳送到指揮部門，指揮部門可以實時監(jiān)控并發(fā)送指令。

因此，如何解決高密度、強信號對“北斗”系統(tǒng)的電磁干擾，是該系統(tǒng)在建設(shè)過程中面對的一大難題。實驗過程中，研究人員常常發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)航衛(wèi)星和接收終端在受到干擾后，會嚴(yán)重影響衛(wèi)星信號與地面站以及各類終端間的通信，降低使用效果。并且，世界上已有一些國家在干擾導(dǎo)航信號、削弱精確制導(dǎo)武器性能等方面做了不少研究工作。如果不解決此問題，可能導(dǎo)致我國的作戰(zhàn)飛機、導(dǎo)彈等一些依賴導(dǎo)航與定位的軍事力量很難發(fā)揮其最大作用，作戰(zhàn)實力會因此下降，比如戰(zhàn)斗機會因缺乏有效導(dǎo)航遭受攻擊，而導(dǎo)彈會因此降低攻擊精準(zhǔn)度。為此，我國該領(lǐng)域的研究人員為“北斗”系統(tǒng)成功研制了衛(wèi)星反干擾設(shè)備，為其正常運行又提供了一道保障。

2012年12月27日，我國正式對外宣布，“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在繼續(xù)保留“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航試驗系統(tǒng)有源定位、雙向授時和短報文通信服務(wù)基礎(chǔ)上，向亞太大部分地區(qū)正式提供連續(xù)無源定位、導(dǎo)航、授時等服務(wù)，成為該系統(tǒng)建設(shè)和應(yīng)用的一個里程碑。

“北斗”導(dǎo)航系統(tǒng)是覆蓋中國本土的區(qū)域?qū)Ш较到y(tǒng)，覆蓋范圍東經(jīng)約70°～140°，北緯5°～ 55°。與GPS系統(tǒng)相比，“北斗”導(dǎo)航系統(tǒng)是主動式雙向測距二維導(dǎo)航，地面中心控制系統(tǒng)解算，供用戶三維定位數(shù)據(jù)。GPS是被動式偽碼單向測距三維導(dǎo)航，由用戶設(shè)備獨立解算自己三維定位數(shù)據(jù)。

由于“北斗”導(dǎo)航系統(tǒng)是主動雙向測距的詢問-應(yīng)答系統(tǒng)，用戶設(shè)備與地球同步衛(wèi)星之間不僅要接收地面中心控制系統(tǒng)的詢問信號，還要求用戶設(shè)備向同步衛(wèi)星發(fā)射應(yīng)答信號，這樣，系統(tǒng)的用戶容量取決于用戶允許的信道阻塞率、詢問信號速率和用戶的響應(yīng)頻率。因此，“北斗”導(dǎo)航系統(tǒng)的用戶設(shè)備容量是有限的。GPS則是單向測距系統(tǒng)，用戶設(shè)備只要接收導(dǎo)航衛(wèi)星發(fā)出的導(dǎo)航電文即可進行測距定位，因此GPS的用戶設(shè)備容量是無限的。