
2017年11月5日19时45分,我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭,成功发射两颗北斗三号全球组网卫星。(新华社 杨志远/图)
北斗三号发射成功的消息一直在媒体上发酵。
据美联社报道,北斗卫星导航系统一旦完成30多颗卫星的组网,将继美国全球定位系统、俄罗斯“格洛纳斯”全球导航卫星系统和欧洲“伽利略”系统之后,届时也将覆盖全球。与此同时,印度、法国和日本也在研发地区性系统。
北斗三号已经于11月5日晚在西昌发射成功,美国军事分析家和全球安全网站总监约翰· 派克认为北斗系统表明了中国的全球野心,“中国和美国最好就是亦敌亦友的关系,北斗会给中国带来重要的军事优势,这将进一步危及这层关系。”“在过去的几十年里,卫星一直是美国作为超级大国的标志性要素之一,我们可以让任何人对我们目瞪口呆”,约翰在美国杂志《连线》上说。

(资料图/图)
“北斗是可怕的,而不是有用的”
目前,国际上有两大正在运行的全球卫星导航系统:美国的GPS系统和俄罗斯的“格洛纳斯”系统。欧洲也在研发自己的“伽利略”全球导航系统,中国北斗作为后起之秀,于2006年底开始发展迅速,到2012年底已经面向亚太地区提供服务。
美国GPS和俄罗斯格洛纳斯系统最先完成了全球组网,这是建设历史最悠久和运用最广泛的两大系统。
美国杂志《连线》表示,这几个全球导航卫星系统虽然在卫星轨道和海拔高度上都略有不同,但它们有一个共同的工作理念,就是提供覆盖全球的信号且能提供精确的定位。例如GPS可以精确到一米以内。
香港《南华早报》报道称北斗三号将支持中国的军事行动,让其不再依赖美国的GPS和俄罗斯的“格洛纳斯”。《南华早报》引用北斗卫星导航系统总设计师杨长风的话表示,新一代卫星将能够定位高速公路上汽车行驶的车道、探测到强风中建筑物的晃动、引导消防车找到最近的消火栓。杨长风说,“到2020年服务全球后,(北斗)将在国家安全、国民经济、百姓生活等方方面面提供重要时空基准支撑。”
美国杂志《连线》称,中国的北斗和美国的GPS实际上有一些互操作性。斯坦福大学定位导航与时间中心主任汤姆·朗根施泰因说,“如果你的飞机能在浓雾条件下降落,这是一个很伟大的事情。希望中国能够做到这一点,这是我们两国之间一个很好的合作领域。”但他认为北斗全球卫星的应用最终是为了中国自身的利益,北斗卫星或许是为了挑战GPS的地位。他在《连线》表示,“中国越来越强,现在已经是世界第二大经济体,与他们合作会比与他们相战好得多。”美国军事分析家约翰·派克说,“如果(两国)交战的话,北斗对我们来说是可怕的,而不是有用的。”
与GPS地位同样历史悠久的俄罗斯“格洛纳斯”系统,于2007年开始运营,那时服务区域为俄罗斯境内。2009年,该系统面向全球提供服务。因为格洛纳斯卫星处于降效运行的状态,目前只有8颗卫星正常运行,该系统的精度比GPS要低。
欧洲“伽利略”系统与中国北斗同时起步,所占频率都相同。“伽利略”首颗卫星与2005年发射,比中国早了两年。然而近年来,伽利略系统发展较为缓慢,不出意外,中国的北斗会早于伽利略系统覆盖全球。
中国航天科技集团公司五院西安分院北斗导航副总设计师张立新说,相比起国际上其他三个卫星系统,中国北斗首次突破了卫星自主完好性监测的技术。
据《南华早报》报道,为北斗生产定位装置芯片组的和芯星通科技北京有限公司表示,大部分智能手机接下来都会有芯片接受北斗信号,“三年后,人们也许还会说‘我用的是GPS’,但实际上他们的手机已经改用北斗系统了。”
夹缝中生存
如今让美媒开始担忧的北斗卫星,在建设的早期并不容易。
中国对卫星导航系统开发的构想开始于上个世纪70年代,专家们曾经探索的“灯塔一号”,也在经济和技术条件有限的情况下停止研发。在海湾战争中,装载GPS武器的精确打击性能让世界震惊,在国家安全面对严重威胁和挑战的情况下,中国于1994年做出重大决定,研发自己的卫星导航系统,命名为“北斗”。
那时,美国和俄罗斯已经占据了最适合卫星导航的频段,北斗已经无频可用。北斗导航频率设计和国际协调首席专家,工程院院士谭述森说,那一代北斗人经历了艰难的谈判去证明北斗和其他卫星系统频率重叠也不会有影响,在国际上争取到了频率共享的共识,拿到了珍贵的频率资源。
在中国和欧盟的促成下,国际电联最大限度地从航空导航频段里面挤出了一小段,供各国卫星导航共同使用。这小小的一段频率,只占黄金频率的四分之一,但却是建设一个全球卫星导航的基本要求,各国都可以申请。2000年4月17日,中国北斗和欧盟伽利略系统同时申请成功。
根据国际电联规则,这段频率的有效期为7年,申请成功的国家必须在有效期内成功发射导航卫星。2007年4月14日,北斗二号首颗卫星从西昌发射,两天后,北京清楚地收到了该卫星的信号,此时距离国际电联的频率失效期限仅剩4个小时。
“三个阶段”
简氏防务周刊对此次成功发射的北斗三号颇为关注,并梳理了北斗卫星系统的发展过程。北斗计划自2000年10月以来已经成功发射20多颗北斗卫星,分为三个阶段进行。
2000年10月至12月为第一阶段,北斗一号系统成功建成,中国发射了4颗卫星,简氏防务周刊认为“这在很大程度上只是用来做实验的”。那时的北斗一号与美俄两国的卫星比,有很大差距。首先该系统只面向中国提供服务;此外它定位精度低,不能用于军事活动。
2007年至2012年年底,北斗二号系统建成,向亚太地区提供服务。 “北斗二号”并不是“北斗一号”的简单延伸,它解决了“北斗一号”系统存在的技术问题,提供海、陆、空全方位的全球导航定位服务。
2017年至2020年前后,北斗全球系统将建成,届时面向全球提供服务。比起北斗二号,北斗三号不仅在服务区域上从亚太走向了全球,而且有更先进的技术、更大的建设规模和更强的系统。北斗三号有着性能更优的互操作信号,基本导航服务能力进一步地提高。比如,北斗三号的星载氢原子钟,精度比北斗二号的星载铷原子钟高了一个数量级。中国航天科技集团五院北斗三号卫星总设计师王平表示,这一技术的突破,将从之前“区域系统”的10米,变成“全球系统”米级分辨率,这意味着北斗三号能提供更精准的定位。
据中国航天科技集团五院北斗三号工程副总设计师、卫星首席总设计师谢军表示,北斗三号在设计之初,就把标准放在尚未发射的第三代GPS导航卫星和欧洲伽利略导航系统的设计指标上。
因为更精准,当你在使用共享单车时,北斗三号可以给你提供1米精度的定位,较大程度减少定位误差,让你更方便地找到单车;当你在高架下、隧道、车库使用手机时,北斗装备可以解决你无法定位的问题。
北斗产品已经走向了海外。据人民日报报道,吉尔吉斯斯坦车队卡车司机扎里波夫对自己车上的北斗装备十分喜爱,“在哪都可以实时看到车和货的位置,我们今后跑国际运输就更放心了!”10月30日至11月1日,在中国、吉尔吉斯斯坦、乌兹别克斯坦联合开展的国际道路货运试运行活动中,“北斗卫星导航车载终端”在活动中“格外抢眼”。北斗装备为卡车定位导航和通信保障提供了精准的“中国服务”。
虽然中国北斗有着这么多优点,但毕竟起步比美国GPS晚了近20年,在应用推广和标准的加入上还存在着一定差距。北斗要实现服务全球的目标,需要推动该系统的国际化发展。谢军表示,中国正在推动北斗卫星系统加入国际民用航空组织、国际海事组织、移动通信国际标准组织等。此外,产业的支撑对服务全球也很重要。只有工业部门和飞机、轮船等设备制造厂商,安装上北斗设备,才能把北斗系统运用到实处。
未来北斗能带给你更多便利和惊喜,它甚至会改变人类的生活方式。畅想一下,工人只需简单操作,物流包装便自己选择包装箱并分拣配送;农民在家里做家务逗娃娃,却能操控无人机自己在田里播种撒药;警察坐镇指挥中心,就能精准调遣警车和警力;牧民在家里喝着奶茶聊天,就能远程放牧着几公里外的羊儿和马儿。
北斗正把这些场景变成现实。“北斗+物流”、“北斗+农业”、“北斗+工作”的世界在加速到来,让我们拭目以待。

