[摘要] 中國自主研發(fā)全球?qū)Ш较到y(tǒng) 。

中國電子科技集團第54研究所導(dǎo)航專業(yè)部的技術(shù)人員展示最新研發(fā)的40納米級北斗導(dǎo)航芯片。

距離人類頭頂上空2萬多公里的地球軌道上，密布著多顆來自多國的衛(wèi)星。隨著地球自轉(zhuǎn)，它們像圖釘一樣被準確地“釘”在地球上方。

世人熟知的美國GPS全球定位系統(tǒng)即出自于此：地球上的任意地點均被4顆GPS衛(wèi)星同時覆蓋，并被衛(wèi)星即時鎖定、追蹤。

GPS并非目前唯一正在運行的導(dǎo)航系統(tǒng)，作為中國自行研制的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是繼美國全球定位系統(tǒng)(GPS)、俄羅斯“格洛納斯” (GLONASS)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)之后的第三個成熟的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。如今，它已經(jīng)成為聯(lián)合國衛(wèi)星導(dǎo)航委員會認定的四大供應(yīng)商之一。英國廣播公司(BBC)用“GPS系統(tǒng)的競爭者”來形容“北斗”。

“既是中國的北斗，也是世界的北斗。北斗要為‘一帶一路’的國家戰(zhàn)略服務(wù)，更具國際性。”2015年5月13日，在第六屆中國衛(wèi)星導(dǎo)航學(xué)術(shù)年會上，中國“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的總設(shè)計師楊長風說。

“北斗”起步

“北斗”二號衛(wèi)星總指揮李長江在接受媒體采訪時表示，中國人在衛(wèi)星導(dǎo)航方面的思考并不晚 。

上世紀60年代，美國起步研究GPS。幾乎同一時段，中國開始了自己的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)計，取名“燈塔”。由于國家財力等諸多原因，“燈塔”擱淺。

1983年，“兩彈一星”元勛、中科院院士陳芳允提出雙星定位設(shè)計方案?；诖朔桨福袊_始積極立項論證。1994年，經(jīng)國家批準，“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)的大幕正式拉開。

基于國情，中國提出了“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)的“三步走”戰(zhàn)略：先建立“北斗”衛(wèi)星雙星定位試驗系統(tǒng)，形成區(qū)域有源定位與導(dǎo)航服務(wù)能力;隨后完成3種軌道共計10余顆衛(wèi)星的發(fā)射，建成區(qū)域?qū)Ш较到y(tǒng)，形成區(qū)域無源服務(wù)能力，向亞太地區(qū)提供定位、導(dǎo)航、授時以及短報文通信服務(wù);最后建成由3顆靜止軌道衛(wèi)星和30顆非靜止軌道衛(wèi)星組成的、覆蓋全球的“北斗”全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，形成全球無源服務(wù)能力。

2000年，中國相繼發(fā)射兩顆靜地軌道的導(dǎo)航實驗衛(wèi)星。2003年4月又發(fā)射了第三顆靜軌道衛(wèi)星，基本形成了覆蓋全中國的區(qū)域?qū)Ш胶投ㄎ幌到y(tǒng)—這一系統(tǒng)被稱為“北斗”一號。

此時的“北斗”系統(tǒng)尚屬實驗開發(fā)階段，其技術(shù)參數(shù)不僅落后于美國，也不及俄羅斯，更重要的一點是，“北斗”一號屬區(qū)域性，商用價值不高。

甩開“伽利略”

2002年，歐盟發(fā)起“伽利略”全球衛(wèi)星導(dǎo)航計劃，被認為是結(jié)束美國GPS獨霸局面的最有力挑戰(zhàn)。按計劃，“伽利略”共由30顆中軌道和靜軌道導(dǎo)航衛(wèi)星組成，覆蓋全球，定位精度、兼容性和精確度等方面均優(yōu)于GPS。

據(jù)美國《InsideGNSS》文章稱，2003年，中國承諾投資2.7億美元參加“伽利略”全球?qū)Ш叫l(wèi)星項目開發(fā)，成為“伽利略”計劃內(nèi)的第一個非歐盟國成員。

中歐合作的蜜月期只持續(xù)了幾年。2006年底，中國突然被歐洲故意冷落，所有“伽利略”項目的重大決策均被排除之外，理由是“安全”和“知識產(chǎn)權(quán)”等問題。用美國媒體的話形容，此時，“中國人感到被嚴重利用甚至是羞辱了”。

中國決定“單干”

2006年11月，中國對外宣布，將在今后幾年內(nèi)發(fā)射導(dǎo)航衛(wèi)星，開發(fā)自己的全球衛(wèi)星導(dǎo)航和定位系統(tǒng)。2007年底，有關(guān)覆蓋全球的“北斗”二號系統(tǒng)計劃浮出水面。中國開始迅速集中力量發(fā)展自己的導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)。

此時，歐盟身處內(nèi)耗。2008年4月27日，“伽利略”系統(tǒng)的第二顆實驗衛(wèi)星升空，距上次發(fā)射已有差不多四年時間—這樣的進度，比最初計劃推遲了整整五年。

“‘北斗’二號橫空出世，不僅使‘伽利略’系統(tǒng)準備與美國GPS一爭高下的愿望大打折扣，也沖淡了‘伽利略’未來的市場前景。‘北斗’二號在技術(shù)上比‘伽利略’更先進，定位精度甚至達到了0.5米級，令歐洲人深受震撼。另一方面，之前‘伽利略’計劃的推出，刺激了美國和俄羅斯加快技術(shù)更新，新一代GPS和新一代‘格洛納斯’的定位精度等技術(shù)指標均很快反超‘伽利略’，‘伽利略’逐漸喪失了技術(shù)相對領(lǐng)先的優(yōu)勢。”西南政法大學(xué)副教授和靜鈞撰文表示。

2009年，“伽利略”導(dǎo)航衛(wèi)星項目已遠遠落后于原計劃，連一顆衛(wèi)星也未發(fā)射升空，對比之下，中國人進展迅猛。

“真令人難以置信，”比利時Eutralex航天機構(gòu)主席米歇爾˙福布說，“中國人確定主次，作出決策，沒有爭論，沒有談判。這與歐洲不同，歐盟做什么事之前，必須統(tǒng)一27種不同意見。”

2010年，“北斗”導(dǎo)航系統(tǒng)頻段正式采用與歐洲“伽利略”衛(wèi)星一樣的PRS頻段。由于PRS頻段采取“先用先得”的規(guī)則，中國先于歐洲發(fā)射大量衛(wèi)星，實質(zhì)上已經(jīng)搶占了“伽利略”衛(wèi)星的幾個重要頻段。

此時，中國已成為繼美國GPS和俄羅斯“格洛納斯”之后第三個充分運行的導(dǎo)航系統(tǒng)。“伽利略”晚了一步。歐盟委員會空間處負責人哈特威哥˙比斯切夫坦承，經(jīng)過那段不太成功的合作，歐中關(guān)系全面下滑。

直到2015年年初，在捷克布拉格，中國衛(wèi)星導(dǎo)航定位應(yīng)用管理中心與歐盟代表團舉行了有關(guān)“北斗”與“伽利略”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的第四次頻率磋商會談。會談中，歐盟代表團接受了中國方面提出的頻率共用理念，同意在國際電聯(lián)的框架下完成衛(wèi)星導(dǎo)航頻率協(xié)調(diào)。

擁擠的太空

事實上，地球上的航天大國早就意識到，發(fā)展自主的衛(wèi)星導(dǎo)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，是由蘇聯(lián)啟動的“格洛納斯”的24顆衛(wèi)星，這一系統(tǒng)和GPS的星座首尾相接。不過，“格洛納斯”的普及情況遠不及GPS，主要供軍方使用。為了優(yōu)先保證軍事用途，“格洛納斯”系統(tǒng)目前對外開放的民用信號的定位精度僅為30米。

在美、俄兩國占據(jù)導(dǎo)航衛(wèi)星區(qū)域半壁江山的同時，主要工業(yè)國家也在逐步實現(xiàn)其對太空導(dǎo)航資源的占用，就連一部分沒有實現(xiàn)導(dǎo)航技術(shù)突破的國家也不甘落后，計劃于近年啟動各自的導(dǎo)航系統(tǒng)。太空將更加擁擠。

由日本開發(fā)的“準天頂”衛(wèi)星系統(tǒng)(Quasi-Zenith Satellite System) 由3顆衛(wèi)星組成，將用于日本本國的導(dǎo)航，計劃將民用信號的精度從十米級別提升一個數(shù)量級至一米以內(nèi)。印度的區(qū)域衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(IRNSS)也在加緊投入研發(fā)中。

原標題:北斗，GPS的競爭者