9月11日，日本在種子島宇宙中心使用H-2A火箭發(fā)射了首顆“準(zhǔn)天頂”定位衛(wèi)星“引路號(hào)”，這是日本首次發(fā)射本國(guó)自主研發(fā)的導(dǎo)航定位衛(wèi)星。按照計(jì)劃，“引路號(hào)”試運(yùn)行后如果不出現(xiàn)技術(shù)問(wèn)題，日本將陸續(xù)發(fā)射另外兩顆“準(zhǔn)天頂”定位衛(wèi)星。
日本的“準(zhǔn)天頂”衛(wèi)星計(jì)劃由來(lái)已久。2000年6月，日本宇宙開(kāi)發(fā)委員會(huì)提交了一份題為《改進(jìn)日本航天開(kāi)發(fā)體制，擴(kuò)展航天利用新領(lǐng)域》的報(bào)告，決定執(zhí)行空間基礎(chǔ)設(shè)施(I—SPACE)計(jì)劃。“準(zhǔn)天頂”衛(wèi)星系統(tǒng)正是“I—SPACE”計(jì)劃要重點(diǎn)開(kāi)發(fā)的三個(gè)系統(tǒng)之一。其目的是開(kāi)發(fā)日本下一代自主導(dǎo)航定位系統(tǒng)，同時(shí)試驗(yàn)高速移動(dòng)通信衛(wèi)星。
“準(zhǔn)天頂”衛(wèi)星系統(tǒng)是一個(gè)兼具導(dǎo)航定位、移動(dòng)通信和廣播功能的衛(wèi)星系統(tǒng)，旨在為在日本上空運(yùn)行的美國(guó)GPS衛(wèi)星提供“輔助增強(qiáng)”功能，提高導(dǎo)航定位信號(hào)接收的質(zhì)量和精度。目前的計(jì)劃是將民用信號(hào)的精度從十米級(jí)別提升一個(gè)數(shù)量級(jí)，控制在一米以內(nèi)，而這種精度已經(jīng)非常接近美國(guó)軍用GPS信號(hào)的精度了。
“準(zhǔn)天頂”衛(wèi)星系統(tǒng)將為日本帶來(lái)四大好處
眾所周知，由于美國(guó)對(duì)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(GPS)有所保留的緣故，GPS的民用信號(hào)一直不如軍用信號(hào)，雖然一般情況下，配合GPS導(dǎo)航地圖仍然能夠正常使用，但在某些極端條件下仍然會(huì)出現(xiàn)定位偏移的現(xiàn)象。日本的“準(zhǔn)天頂”導(dǎo)航衛(wèi)星，就是想以“打補(bǔ)丁”的方式，通過(guò)增加日本上空的衛(wèi)星密度，來(lái)解決民用GPS導(dǎo)航信號(hào)的精度問(wèn)題。其好處顯而易見(jiàn)：
第一，新的系統(tǒng)將有助于實(shí)現(xiàn)更加精確的全球定位。“準(zhǔn)天頂”衛(wèi)星定位功能可分為GPS的補(bǔ)充和加強(qiáng)兩種情況。所謂“補(bǔ)充”就是單純地增加GPS衛(wèi)星數(shù)量，提供與GPS一樣的無(wú)償服務(wù)。而“加強(qiáng)”部分則是通過(guò)修正GPS信息提高精度，這樣可以提供精度高于普通GPS有償定位服務(wù)的功能。
第二，因?yàn)?ldquo;準(zhǔn)天頂”衛(wèi)星和地球同步軌道衛(wèi)星在不同的軌道上運(yùn)行，所以即使使用相同的頻率帶也不至于相互干擾，可以提高頻率帶的利用率。
第三，在日本，現(xiàn)在廣泛使用于通信的地球同步軌道衛(wèi)星與地面的仰角不超過(guò)48度，其發(fā)出的信號(hào)由于受地面高層建筑物的遮擋，實(shí)際只能覆蓋城市面積的30%，而“準(zhǔn)天頂”衛(wèi)星的仰角在60度以上，覆蓋率可達(dá)100%。此外，原有的衛(wèi)星系統(tǒng)所采用的無(wú)線通信技術(shù)數(shù)字化程度和圖像處理能力偏低，新的系統(tǒng)將彌補(bǔ)這一缺陷。
第四，用“準(zhǔn)天頂”衛(wèi)星可以觀測(cè)到同步軌道衛(wèi)星觀測(cè)不到的南北極地區(qū)，為科學(xué)研究提供更多的寶貴資料。
謀求自主研發(fā)能力，提升導(dǎo)航安全性
日本是美國(guó)的盟國(guó)，而美國(guó)的GPS又向包括日本在內(nèi)的世界各國(guó)免費(fèi)開(kāi)放。那么，日本為何仍要研發(fā)自己的衛(wèi)星定位系統(tǒng)呢?
其中一個(gè)非常重要的原因就是，日本認(rèn)為，美國(guó)的GPS已經(jīng)滲透到日本國(guó)民生活的方方面面，這顯然是非常不安全的。為了防止不測(cè)事件的發(fā)生，日本認(rèn)為必須建立與GPS兼容的并逐步過(guò)渡到能夠獨(dú)立測(cè)位的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。目前日本的“準(zhǔn)天頂”系統(tǒng)還必須依賴GPS才能完成用戶定位，但按照計(jì)劃，未來(lái)完全有可能將其升級(jí)為獨(dú)立的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。
在全球范圍內(nèi)，GPS除了在軍事領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用外，在民用領(lǐng)域的發(fā)展也是如火如荼。以車(chē)輛導(dǎo)航技術(shù)為例，它在美國(guó)、日本和歐洲各國(guó)得到廣泛使用，日本的車(chē)輛導(dǎo)航技術(shù)更是處于世界領(lǐng)先地位，這與日本國(guó)家的地理特點(diǎn)和歷史發(fā)展是密不可分的。與美歐國(guó)家相比，日本國(guó)土面積小、人口密度大，同時(shí)城市歷史較長(zhǎng)，現(xiàn)代城市大多是從古城市的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，城市路網(wǎng)稠密，布局不甚合理，但改造費(fèi)用又高，從而導(dǎo)致其交通狀況復(fù)雜。日本從1992年就開(kāi)始大規(guī)模應(yīng)用GPS導(dǎo)航系統(tǒng)，目前每年的銷(xiāo)售量保持在幾百萬(wàn)套，而且超過(guò)80%的新車(chē)出廠時(shí)就已安裝了車(chē)輛導(dǎo)航系統(tǒng)。
隨著美國(guó)全球定位系統(tǒng)在世界上的廣泛應(yīng)用，GPS已經(jīng)成為全球范圍內(nèi)的一項(xiàng)重要信息源，相關(guān)產(chǎn)品和服務(wù)市場(chǎng)得到迅速擴(kuò)大，已經(jīng)發(fā)展成為一個(gè)重要的產(chǎn)業(yè)。同時(shí)，衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)具有重要的軍事價(jià)值，對(duì)于一個(gè)國(guó)家的國(guó)防和軍事安全具有重要意義。有著先進(jìn)航天技術(shù)的日本決不甘心落于人后，它既不愿失去市場(chǎng)，也不愿意在國(guó)防能力上完全依附于別人，因此開(kāi)發(fā)自己獨(dú)立的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)就成為政府的一個(gè)目標(biāo)，發(fā)展具有區(qū)域?qū)Ш蕉ㄎ还δ艿?ldquo;準(zhǔn)天頂”衛(wèi)星系統(tǒng)也就成為必然。
日本不會(huì)滿足于“準(zhǔn)天頂”系統(tǒng)做一個(gè)依附于GPS的角色
作為國(guó)家綜合實(shí)力的象征，全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)已經(jīng)越來(lái)越成為大國(guó)的名片——目前美國(guó)的GPS和俄羅斯的GLONASS系統(tǒng)已經(jīng)建成并應(yīng)用，正在建設(shè)的系統(tǒng)包括中國(guó)的北斗系統(tǒng)、歐洲的伽利略系統(tǒng)?，F(xiàn)在隨著“引路號(hào)”的發(fā)射，這個(gè)領(lǐng)域又多了一個(gè)新面孔——日本的“準(zhǔn)天頂”系統(tǒng)。那么，它的競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力又有多大呢?
從目前看來(lái)，“準(zhǔn)天頂”系統(tǒng)的局限性是很明顯的，它只是一個(gè)區(qū)域定位系統(tǒng)。即使在2015年完成一期計(jì)劃的全部3顆衛(wèi)星的發(fā)射任務(wù)后，也主要是滿足提高日本及其周邊的GPS定位的功能。在這一階段，它只是作為GPS的一個(gè)輔助和增強(qiáng)系統(tǒng)，在2015年之前并不具備真正的、獨(dú)立的全球競(jìng)爭(zhēng)力。但這只是日本構(gòu)筑整個(gè)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)計(jì)劃中的第一步。從長(zhǎng)遠(yuǎn)看，隨著體系內(nèi)衛(wèi)星數(shù)量和密度的不斷增加，從技術(shù)上完全有可能將其升級(jí)為獨(dú)立的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，從而提供完整的衛(wèi)星導(dǎo)航輔助功能，而這個(gè)時(shí)間可能在2020年~2025年之間。
2008年11月11日~14日，由日本航海學(xué)會(huì)、全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)研究會(huì)、日本航空宇宙研究會(huì)和東京海洋大學(xué)聯(lián)合主辦的“2008年GPS/GNSS(全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng))國(guó)際會(huì)議”在東京召開(kāi)。來(lái)自30多個(gè)國(guó)家的400多位代表參加了此次會(huì)議，發(fā)表了200多篇精彩文章。日本官房長(zhǎng)官河村建夫在會(huì)議特別演講中稱(chēng)，衛(wèi)星定位系統(tǒng)作為國(guó)家的基礎(chǔ)設(shè)施，已經(jīng)受到日本政府的高度重視。如果把日本現(xiàn)在開(kāi)發(fā)中的“準(zhǔn)天頂”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的衛(wèi)星數(shù)量從3顆追加到6顆，再加上1顆靜止衛(wèi)星就能構(gòu)成日本自主的區(qū)域衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)?？梢?jiàn)，“準(zhǔn)天頂”系統(tǒng)是一個(gè)分步建設(shè)、逐步滾動(dòng)、不斷壯大的系統(tǒng)，日本不會(huì)滿足僅僅將“準(zhǔn)天頂”作為一個(gè)依附于GPS的“二流”角色，它必將從幕后走上臺(tái)前。
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