9月19日,我國采用一箭雙星的方式,成功將第14顆和第15顆北斗導航衛(wèi)星發(fā)射升空并送入預定轉移軌道。據(jù)中國衛(wèi)星導航系統(tǒng)管理辦公室宣布,今年年底前,我國還將發(fā)射1顆北斗導航衛(wèi)星,完成亞太區(qū)域組網建設任務,并提升區(qū)域系統(tǒng)服務。2020年前后,將建成由30余顆衛(wèi)星組成的北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng),提供覆蓋全球的定位、導航和授時服務。
2007年,中國的“北斗”與美國的GPS、俄羅斯的“格洛納斯”、歐盟的“伽利略”一起被聯(lián)合國確認為全球四大衛(wèi)星導航系統(tǒng)核心供應商??僧斊渌麑κ诌€在忙于第一代衛(wèi)星的布局時,美國已展開了對GPS的更新?lián)Q代。10月4日,美國成功發(fā)射了第三顆GPSⅡF衛(wèi)星,更新一代的GPSIII衛(wèi)星的研制也進入攻堅階段。
GPS攻勢咄咄逼人,面對GPS在我國衛(wèi)星導航產業(yè)中的絕對壟斷地位,我國出臺一系列政策大力推廣“北斗”。2012年7月,國務院印發(fā)了《“十二五”國家戰(zhàn)略性新興產業(yè)發(fā)展規(guī)劃》,作為衛(wèi)星及應用產業(yè)的“北斗”被列入國家20個重大工程。
占盡技術優(yōu)勢GPS曾獨步天下
1957年10月4日,蘇聯(lián)發(fā)射了人類第一顆人造衛(wèi)星,人類由此進入太空時代。1958年1月31日,美國也成功發(fā)射了一顆人造衛(wèi)星。同年,美海軍開始研制子午儀衛(wèi)星定位系統(tǒng),這項研究驗證了衛(wèi)星導航的可行性,為未來GPS系統(tǒng)的研制埋下了伏筆。
由于子午儀衛(wèi)星定位系統(tǒng)在潛艇和艦船導航方面存在巨大缺陷,GPS應運而生。GPS由美國國防部從1973年開始研制,在1991年海灣戰(zhàn)爭中首次得到實戰(zhàn)應用,1993年具備初始作戰(zhàn)能力。
起初針對洲際彈道導彈導航而設計的GPS,契合了信息化戰(zhàn)爭對精確打擊的需求,在彈道測量、遠程火力、全球打擊、特種作戰(zhàn)等領域運用廣泛。在信息化時代,GPS已成為高技術戰(zhàn)爭的重要支持系統(tǒng),極大提高了美軍的指揮控制、多軍兵種協(xié)同作戰(zhàn)和快速反應能力。
作為世界上第一個全球衛(wèi)星導航系統(tǒng),GPS長期以來獨步天下,壟斷了全球軍用和民用市場。為確保國家安全,美國打出了“限民保軍”的牌,于1984年出臺了選擇可用性政策,旨在通過人為施加選擇性誤差來降低定位精度,讓精度高的軍規(guī)服務只供美國及其盟國的軍事用戶用,對其他用戶提供的則是誤差大的民用服務。
由美軍控制的GPS,盡管在和平時期免費提供信號,但一到戰(zhàn)時就“變臉”。從1991年海灣戰(zhàn)爭、1999年的科索沃戰(zhàn)爭、2001年的阿富汗戰(zhàn)爭到2003年的伊拉克戰(zhàn)爭,美軍對以GPS制導為主的精確制導武器的使用,從7.6%增加到68.3%。但在海灣戰(zhàn)爭期間,美國置歐洲盟友的利益于不顧,一度關閉對歐的GPS服務。這不能不讓一向自視甚高的歐洲人覺得如鯁在喉。
不甘受制各國競相發(fā)展自己的衛(wèi)星導航系統(tǒng)
為了能自主地掌握衛(wèi)星導航系統(tǒng)在軍事應用和國民經濟上的主導權,世界各主要大國先后上馬了自己的衛(wèi)星導航系統(tǒng)。
與美國冷戰(zhàn)的蘇聯(lián)針鋒相對,從1976年起組建全球衛(wèi)星導航系統(tǒng),即“格洛納斯”。針對美國的選擇可用性政策,1991年初,接管“格洛納斯”的俄羅斯宣布將其開放民用,不帶任何限制。
歐盟各國不愿受制于美國,于1999年提出聯(lián)合研制“伽利略”。有別于美俄的軍事定位,“伽利略”是世界上笫一個專門為民用而設計的全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)。
為推廣自己的系統(tǒng),各方扳起了手腕。2000年,美國宣布取消選擇可用性政策。為保護GPS產業(yè),美國又于2004年與歐盟簽署協(xié)議,限制“伽利略”。
為打破美國GPS的壟斷,俄羅斯強制推廣“格洛納斯”。至2010年,俄國內已有23%的飛機、87%的船只和80%的公共交通工具使用“格洛納斯”。
“一家領先,三家加速跑”,中國衛(wèi)星導航定位協(xié)會秘書長苗前軍向記者這么形容現(xiàn)在的競爭格局,GPS雖然還占據(jù)主導,但它的優(yōu)勢正逐步被其他三大系統(tǒng)所消解。他說,如果說GPS勝在成熟,“伽利略”勝在精準,“格洛納斯”勝在抗干擾能力強,那么“北斗”的優(yōu)勢則在于開放性和互動性。
我國為什么要發(fā)展 “北斗”
擁有自主研發(fā)的“北斗”,首先保證的是國防安全。我國大多數(shù)軍民應用范疇建立在GPS之上,“一旦發(fā)生戰(zhàn)爭,美國加大民用碼誤差,甚至使GPS局部不可用,后果將不堪設想。”中國衛(wèi)星導航定位協(xié)會咨詢中心主任曹沖對記者說。這已有前車之鑒,在2008年俄羅斯與格魯吉亞5天的戰(zhàn)爭中,美國為了向其盟友格魯吉亞提供援助,封鎖了沖突地區(qū)的GPS信號。
其次是通信安全。中國工程院院士、測繪專家許其鳳舉例說,某研究所曾經在我國河南某地做了個試驗,用儀器干擾GPS信號,結果該地區(qū)兩三天內手機全都不靈了。其原因就是我國現(xiàn)有的通信系統(tǒng),不管是CDMA,還是TD-SCDMA通信基站,都依賴GPS的授時功能。一旦GPS失效,嚴重時可導致網絡系統(tǒng)癱瘓。2011年1月13日下午,中國電信CDMA出現(xiàn)網絡告警。值得慶幸的是,事件并沒引發(fā)網絡中斷和延時。據(jù)美國官方稱,事因GPS系統(tǒng)升級。
“如果美國人在GPS上搞一點貓兒膩的話,那就不是兩三天的問題,也不是局部地區(qū)的問題。”許其鳳說。據(jù)報道,在戰(zhàn)時抑制戰(zhàn)區(qū)內的民用GPS信號,如施放干擾和恢復選擇可用性手段等,也被美軍列為作戰(zhàn)方略。
綜合多方因素,1994年,我國批準了“北斗”的研制建設任務。據(jù)“北斗”總設計師孫家棟院士介紹,其采取“三步走”戰(zhàn)略:第一步,2000年建成“北斗一代”試驗系統(tǒng),解決有無問題;第二步,2012年形成覆蓋亞太大部分地區(qū)的服務能力;第三步,2020年形成全球覆蓋能力。
雖然起步晚但也有優(yōu)勢
“北斗”起步比GPS晚了20年,但技術上并沒落后很多,GPS所擁有的一切功能“北斗”都具備,還有著GPS沒有的“獨門秘技”。孫家棟表示,“北斗”最大的創(chuàng)新在于把導航與通信緊密地結合起來,既能知道“我在哪里”,也能知道“你在哪里”。
如果把GPS比作收音機,那么“北斗”就相當于衛(wèi)星電話,可以實現(xiàn)雙向交流。“5·12”汶川地震中,“北斗”這種獨有的短報文通信功能就派上了大用場。震后,災區(qū)通信癱瘓,中央無法掌握災情。救援部隊緊急裝備了1000多臺“北斗一號”終端機,武警四川總隊一支小分隊就靠這個終端機發(fā)出了來自震中的第一條短信。救援期間,部隊用“北斗”共發(fā)送74萬條短信。但苗前軍也指出,“北斗一代”衛(wèi)星轉發(fā)器的通道容量有限,限制了短報文通信功能的使用,拖延了其在行業(yè)市場的推廣。
“北斗一代”是試驗系統(tǒng),應用能力和范圍受到很大局限,隨著第二代衛(wèi)星的部署,“北斗”才真正進入和GPS競爭的軌道。2011年12月27日,“北斗二代”開始試運行,今年年底正式運行后,其定位精度將由25米提高到約10米。
“北斗”發(fā)展的瓶頸在哪里
2011年“格洛納斯”第二次實現(xiàn)全球覆蓋,2014年首顆GPSIII衛(wèi)星將發(fā)射,“伽利略”全球覆蓋進程也可能在“北斗”之前完成。對手擴張的步伐緊鑼密鼓,“北斗”勝算幾何?中科院院士、大地測量專家楊元喜在2012年中國衛(wèi)星導航定位協(xié)會年會上表示,未來“北斗”將能實現(xiàn)80%的中國市場占有率,并力爭20%的全球市場。
但現(xiàn)實并不樂觀。“北斗”產業(yè)化進程遲緩,2010年,其產業(yè)規(guī)模為60億元,僅占中國衛(wèi)星導航產業(yè)的6%。
“北斗”產業(yè)化關鍵看北斗導航終端,而在其關鍵元器件中,導航芯片的國產化最為人所關注。苗前軍對記者說,“有星無芯”是衛(wèi)星導航領域的院士們最擔心的狀況,指的就是我國自主研發(fā)的“北斗”雖然發(fā)揮效果了,但接收終端的芯片卻不是國產的。
據(jù)曹沖介紹,“北斗”導航芯片長期依賴國外,近兩年來,國內企業(yè)才研發(fā)出具有自主知識產權的芯片,但無論是國企還是民企,國產芯片水平普遍不高。
國產“北斗”導航芯片之所以發(fā)展遲緩,苗前軍認為有兩點原因:一是國家政策和資金扶持的力度不夠,尤其對于民企而言,他希望國家的投入不是“雷聲大雨點小”;其二是國內芯片企業(yè)陷入了一種怪圈,市場需求少導致芯片生產量小,造價貴,這也跟企業(yè)自身造血機能不足有關。
但另一方面,曹沖認為國內企業(yè)在芯片研發(fā)上各自為陣,只會使其陷入無序競爭。他認為,業(yè)界應建立共識,讓企業(yè)能在國家指導下,集中力量做好一兩款芯片,以求突破價格瓶頸。在記者采訪中,“國家扶持”、“業(yè)界整合”、“集中力量”是受訪對象普遍的共識。
專家請民眾“耐心一點”
自GPS問世以來,許多領域由于GPS的出現(xiàn)而產生革命性變化。電力、有線電視、城市地下管道采用GPS來布設線路,公安、銀行、醫(yī)療、出租車等行業(yè)用GPS營建緊急救援或報警系統(tǒng)。在諸多應用中,汽車導航無疑是衛(wèi)星導航系統(tǒng)最親民的用場,也是“北斗”與GPS競爭的主戰(zhàn)場之一。據(jù)介紹,“北斗”的汽車導航精度和GPS已經不相上下,且抗干擾能力更好,能克服用GPS時經常出現(xiàn)的盲點,如在有高架橋時信號有死角或滯后。
“請大家耐心一點”,2012年7月,許其鳳在首屆戰(zhàn)略性新興產業(yè)(濱海)國際論壇上對業(yè)界呼吁。他曾聽性急的同行報告“‘北斗’不如GPS”,他并不同意。他指出,“北斗”存在一些技術細節(jié)和銜接問題,需要發(fā)現(xiàn)和改進的磨合期。北斗的技術指標是按照GPS來定的,美國人經過二三十年的發(fā)展,才達到現(xiàn)在的技術指標,“要達到GPS這樣的水平,用戶們要有耐心”。
“目前北斗能夠提供的服務,可以達到GPS10年前的應用水平,我們試運行不足一年就達到這個水平,非常難得。”中國工程院院士、衛(wèi)星導航專家劉經南說。苗前軍也指出,外界對“北斗”的認識誤區(qū)在于,去年才試運行,今年就急著要求和GPS一樣,這是典型的“過高要求”。對試運行持“溫和而包容”態(tài)度的他對記者說,奢望現(xiàn)在就把“北斗”推廣得如火如荼是不現(xiàn)實的,應等正式運行之后再提要求。
“不久后,用裝有北斗導航芯片的智能手機一定位,就可以自動搜索并對接附近的出租車,不再‘人等車’,而是‘車找人’。”苗前軍指出,“北斗”的應用取決于“我們的想象力”,衛(wèi)星導航將與無線互聯(lián)網一樣成為移動終端的標配,那時,在中國人的生活中,“北斗”的戲份兒會越來越重。
10月12日,歐洲太空局成功發(fā)射了兩顆“伽利略”衛(wèi)星,“伽利略”計劃在一度停滯后,終于又開始重新啟動。而2012年也是“北斗”的關鍵一年,組網進程加速,一年要發(fā)射6顆衛(wèi)星。據(jù)專家介紹,“北斗”的組網進程比“伽利略”要早2~3年。且讓我們拭目以待,“北斗”將會給我們帶來怎樣的驚喜。
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