專家預(yù)測未來衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)領(lǐng)域是“四分天下”

衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。

　　新聞背景

　　據(jù)俄羅斯聯(lián)邦航天署網(wǎng)站介紹，俄計劃今年發(fā)射9顆GLONASS全球?qū)Ш较到y(tǒng)的衛(wèi)星。預(yù)計到今年年底，GLONASS系統(tǒng)在軌衛(wèi)星的總數(shù)將達到24顆，即除了每個軌道面上平均分布7顆工作衛(wèi)星外，各軌道面上再增加1顆在軌備用衛(wèi)星，其信號范圍將從覆蓋俄羅斯全境擴大到覆蓋全球。此舉可使GLONASS衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)判讀地面精度比以往提高30-40%，導(dǎo)航信號的精度也隨之提高近2倍。屆時，GLONASS系統(tǒng)與美國的GPS系統(tǒng)之間的競爭，將更加激烈。

　　“北極熊”要搶的“奶酪”

　　全球通訊、航天、探礦、救援、國防安全等領(lǐng)域，都離不開衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。上世紀80年代，這個領(lǐng)域一直是由美國GPS系統(tǒng)壟斷。俄羅斯不甘心看到如此大的一塊“奶酪”讓美國一家獨享，為了維護自己的戰(zhàn)略利益，“北極熊”開始積極研發(fā)本國的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。

　　GLONASS是由俄羅斯單獨研發(fā)部署的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，該項目啟動于上世紀70年代，這一系統(tǒng)至少需要18顆衛(wèi)星為俄全境提供衛(wèi)星定位及導(dǎo)航服務(wù)，如要提供全球服務(wù)，則需要24顆衛(wèi)星在軌工作。GLONASS系統(tǒng)完成全部衛(wèi)星的部署后，其衛(wèi)星導(dǎo)航范圍可覆蓋整個地球表面和近地空間，定位精度將達到1.5米之內(nèi)!

　　1.5米，這意味著俄軍的精確制導(dǎo)打擊能力，將進入一個可怕的“點穴”時代。形象一點說，就是空軍戰(zhàn)機可以在幾十公里甚至更遠的距離上對地面一輛高速行駛的汽車進行精確定位，并發(fā)射導(dǎo)彈將其摧毀;海軍艦艇可在水下幾百米的深度發(fā)射戰(zhàn)略核武器，利用GLONASS系統(tǒng)的定位坐標(biāo)，精準打擊對手的戰(zhàn)略要點(戰(zhàn)略核武器攻擊的精度誤差一般在500米左右)。

　　目前，俄GLONASS衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)擁有工作衛(wèi)星21顆，分布在3個軌道平面上，同時還有3顆備份衛(wèi)星。每顆衛(wèi)星都在1.91萬公里高的軌道上運行，周期為11小時15分。GLONASS系統(tǒng)一直處于降效運行狀態(tài)，現(xiàn)只有8顆衛(wèi)星能夠正常工作，其精度要比美國GPS系統(tǒng)低。近年來，俄羅斯積極著手對 GLONASS進行技術(shù)改造。不久前，他們剛發(fā)射了3顆新型“旋風(fēng)”衛(wèi)星。該衛(wèi)星的設(shè)計壽命將為7～8年(現(xiàn)行衛(wèi)星壽命為3年)，具有更好的技術(shù)性能。

　　盡管GLONASS與GPS同為全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，但彼此有許多不同之處。GLONASS定位的精準度，和GPS相比有一定差距，但其具有更強的抗干擾能力。由于坐標(biāo)和時間上的使用標(biāo)準不同，GLONASS雖在國際通用上有其局限性，但在至關(guān)戰(zhàn)略存亡的安全重要性上，此設(shè)計避免了戰(zhàn)時自己衛(wèi)星信號被敵干擾。

　　從“兩強對抗”到“四分天下”

　　全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，被稱作“人類在太空里的眼睛”，哪個國家擁有這雙“眼睛”，就好比掌握了太空戰(zhàn)制勝的“王牌”。軍事需要和不可小覷的商業(yè)利益，使世界各國在這一領(lǐng)域的競爭日趨激烈。

　　目前，世界上僅有4套衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)處于工作或研制狀態(tài)，即美國的GPS、俄羅斯的GLONASS、歐洲的“伽利略”以及我國的“北斗”。

　　GPS是美國歷時20多年，耗資200多億美元建立起來的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，其功能目前最為完備。為了防范“某些國家”利用該系統(tǒng)威脅美國，GPS系統(tǒng)對外國只提供低精度的衛(wèi)星導(dǎo)航信號。一旦發(fā)生威脅自身安全的軍事沖突，美國會馬上切斷衛(wèi)星導(dǎo)航服務(wù)。為了不讓美國牽著鼻子走，歐盟在上個世紀90年代末決定：在太空中安置屬于自己的“眼睛”——“伽利略”系統(tǒng)。

　　歐盟“伽利略”系統(tǒng)2002年正式啟動，目標(biāo)是建成覆蓋全球的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，既可以為公眾提供基本信號，也可以為政府提供高度保密的信號，從而打破美國在這一領(lǐng)域的壟斷。歐盟將為整個計劃投入42億多美元，總共發(fā)射30顆衛(wèi)星。據(jù)專家介紹，一旦30顆衛(wèi)星全部在軌運行，精確度將比GPS系統(tǒng)更高。

　　歐盟方面稱，“伽利略”計劃將嚴格遵守“僅限于民用”的原則。系統(tǒng)的首顆衛(wèi)星是用俄羅斯的“聯(lián)盟”號運載火箭推上了太空。作為“伽利略”計劃的首個非歐盟合作伙伴，我國承諾向該計劃投資2億歐元。

　　作為國家安全和經(jīng)濟社會的核心基礎(chǔ)設(shè)施，衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)決不能依賴于他國系統(tǒng)。我國于1994年開始自行研制國產(chǎn)衛(wèi)星定位系統(tǒng)——“北斗”。據(jù)專家介紹，我國衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)分為三步走。第一步，北斗一號系統(tǒng)，已于2003年建成并投入運營;第二步，北斗二號區(qū)域系統(tǒng)，于2004年啟動，預(yù)計2012年建成;第三步，覆蓋全球、高精度的北斗二號全球系統(tǒng)，預(yù)計2020年建成。

　　北斗一號系統(tǒng)已連續(xù)穩(wěn)定運行了6年多，在部隊巡邏、作戰(zhàn)指揮、訓(xùn)練演習(xí)、搶險救災(zāi)等軍事活動中發(fā)揮了重要作用。特別是2008年汶川抗震救災(zāi)，北斗一號系統(tǒng)發(fā)揮了其獨特的技術(shù)優(yōu)勢。今年1月17日，隨著第3顆衛(wèi)星成功發(fā)射，北斗二號衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)進入加速組網(wǎng)階段。

　　軍事專家預(yù)測，未來的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)領(lǐng)域，在不遠的將來會是“四分天下”。不過，我們應(yīng)清醒認識到：與其他國家相比，“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)還有很長的路要走，唯有保持其自身特長的同時，盡快完善坐標(biāo)精準定位和提高抗干擾能力，才能在激烈的競爭中立于不敗之地。

　誰能掌握衛(wèi)星導(dǎo)航優(yōu)勢，誰就掌握了戰(zhàn)爭主動權(quán)

　　在國防領(lǐng)域，衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)已成為建設(shè)信息化軍隊、打贏信息化戰(zhàn)爭的重要基礎(chǔ)和保證，在聯(lián)合作戰(zhàn)、戰(zhàn)場態(tài)勢感知、精確打擊、情報偵察等方面發(fā)揮著不可替代的重要作用?，F(xiàn)代戰(zhàn)場上，衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)被廣泛裝備于作戰(zhàn)車輛、艦艇、飛機，使用級別甚至可以到連、排乃至單兵，已成為戰(zhàn)斗力的有機組成部分和作戰(zhàn)效能的倍增器。

　　美國《軍事評論》雜志曾直言不諱地說：“誰能掌握衛(wèi)星導(dǎo)航優(yōu)勢，誰就掌握了戰(zhàn)爭主動權(quán)。”近10年里，美國之所以能以極小代價打贏多場局部戰(zhàn)爭，GPS支持的作戰(zhàn)平臺和制導(dǎo)武器發(fā)揮了巨大作用，難怪一些美軍將領(lǐng)發(fā)出了“沒有GPS，我們根本無法作戰(zhàn)”的感慨。

　　不夸張地說，無論是天、空、地聯(lián)合作戰(zhàn)的指揮控制還是精確打擊武器的制導(dǎo)和引導(dǎo)，現(xiàn)代戰(zhàn)爭完全離不開戰(zhàn)場上的“指北針”——衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的支持。如何增強衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的精準度和防止敵方干擾，是世界各國下一步要深入研究的重要課題。

　　為確保領(lǐng)先地位，美國正計劃對GPS進行有史以來最大規(guī)模的技術(shù)升級。升級后的美軍第3代全球定位系統(tǒng)傳輸量是現(xiàn)行系統(tǒng)的500倍，而抗干擾能力也將大大加強。為了應(yīng)對未來更加復(fù)雜的戰(zhàn)場環(huán)境，歐盟各國都在抓緊設(shè)計試驗新一代定位導(dǎo)航衛(wèi)星，定位精度將達到“米”級別。

　　相關(guān)鏈接

　　美國GPS：是一個接收型定位系統(tǒng)，只轉(zhuǎn)播信號，用戶接收就可定位，不受容量限制。整套系統(tǒng)包括繞地球運行的24顆衛(wèi)星，每顆衛(wèi)星能連續(xù)發(fā)射一定頻率的無線電信號，只要持有便攜式信號接收儀，無論身處陸地、海上還是空中都能收到衛(wèi)星發(fā)出的特定信號。接收儀中的電腦只要選取4顆或4顆以上衛(wèi)星發(fā)出的信號進行分析，就能確定接收儀持有者的所在位置。GPS除了導(dǎo)航外還有其他多種用途，如科學(xué)家可以用它來監(jiān)測地殼的微小移動從而幫助預(yù)報地震等。但GPS系統(tǒng)也存在技術(shù)弱點。由于每顆衛(wèi)星信號頻率和調(diào)制方式相同，不同衛(wèi)星信號靠不同偽碼區(qū)分，加上從衛(wèi)星反饋到地面的GPS信號很弱，如果對方施加干擾，很可能使地面接收設(shè)備無法正常工作，導(dǎo)致導(dǎo)航精度降低。

　　俄羅斯GLONASS：與GPS工作原理基本相同。差別在于： GLONASS的衛(wèi)星分布在3條軌道上，較適用于高緯度用戶，而GPS的衛(wèi)星分布在6條軌道上，對中低緯度用戶比較便利。GLONASS的單點定位精度水平方向為16米，垂直方向25米。與GPS相比，GLONASS在定位精度、隱蔽性等方面處于下風(fēng)。其民用單點定位精度(30米)與GPS差約20米;與“伽利略”系統(tǒng)(民用信號精度1米)差距更大。但其抗干擾性明顯強于其他系統(tǒng)，由于GLONASS的衛(wèi)星靠頻率不同來區(qū)分，更注重對高緯度地區(qū)的覆蓋，因此能有效防止整個衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)被對手干擾。

　　歐盟“伽利略”：是歐盟計劃建設(shè)的新一代民用全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。按照規(guī)劃，“伽利略”計劃將耗資約27億美元，系統(tǒng)由30顆衛(wèi)星組成。衛(wèi)星采用中等地球軌道，均勻地分布在高度約為2.3萬公里的3個軌道面上，系統(tǒng)包括27顆工作星，另加3顆備份衛(wèi)星。系統(tǒng)的典型功能是信號中繼，即向用戶接收機的數(shù)據(jù)傳輸是通過一種特殊的聯(lián)系方式或其他系統(tǒng)的中繼來實現(xiàn)，例如通過移動通信網(wǎng)來實現(xiàn)?！百だ浴苯邮諜C不僅可以接受本系統(tǒng)信號，而且可以接受GPS、GLONASS這兩大系統(tǒng)的信號，并且具有導(dǎo)航功能與移動電話功能相結(jié)合、與其他導(dǎo)航系統(tǒng)相結(jié)合的優(yōu)越性能。

整理：洪麓豐