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全球卫星导航系统大比拼 中国北斗有“独门绝技”
送交者: 一剑破天 2017年11月09日22:26:42 于 [军事天地] 发送悄悄话

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         5日,中国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭,以“一箭双星”方式成功发射第24颗、第25颗北斗导航卫星

  中国新一代北斗卫星——北斗三号全球组网卫星11月5日在西昌发射升空。这意味着,北斗三号卫星导航系统全面启动,中国北斗步入全球组网时代。

  北斗卫星导航系统是中国着眼于国家安全和经济社会发展需求,自主建设、独立运行的卫星导航系统,是为全球用户提供全天候、全天时、高精度的定位、导航和授时服务的国家重要空间基础设施。

  那么,中国缘何大力发展卫星导航系统?大步走向世界的中国北斗具有哪些优势,又面临着什么样的挑战?

  艰苦谈判赢得宝贵频道资源

  中国卫星导航系统的建设构想始于上世纪70年代,“两弹一星”先辈一度探索过“灯塔一号”工程。最终因为经济和技术方面难以支撑,这个工程不得不被迫下马。

  海湾战争中,装载GPS的精确打击武器的作战效能震惊全球。面对来自国家安全方面的严重威胁和挑战,1994年,中国做出重大战略,研制发展独立自主的卫星导航系统,取名为“北斗”。

  是时,美国GPS、俄罗斯格洛纳斯各发射了20多颗卫星,已完成了全球组网。

  是时,最适合卫星导航的黄金频率资源,已被美俄瓜分殆尽,北斗面临无频可用的局面。

  身为北斗导航频率设计和国际协调首席专家,工程院院士谭述森介绍说,北斗人通过积极斡旋、艰苦谈判,创造性提出卫星导航信号兼容性评估准则,证明北斗与其他卫星导航系统频率重叠时互不影响,赢得频率共用的“世界共识”,为国家争取了宝贵的频率资源。

  在中国与欧盟的共同努力下,国际电联从航空导航频段中最大限度地挤出一小段频率,提供卫星导航共同使用。这一小段频率,只有黄金频率的四分之一,是建设一个全球导航系统最基本的频率需求,且各国均可平等申请。

  2000年4月17日,中国北斗和欧盟伽利略系统同时成功申报。按照国际电联规则,必须在7年有效期内成功发射导航卫星。

  2007年4月14日4时11分,北斗二号首星从西昌卫星发射中心发射升空,成功进入预定轨道。两天后的16日20时许,北京清晰接收到来自这颗卫星的信号。

  这一刻,距离国际电联规定的频率申请失效最后期限不到4个小时。

  拥有“独门绝技”赶超GPS  

  卫星导航系统可提供高精度、全天时、全天候的定位、测速和授时服务,是一个国家不可或缺的重要空间基础设施,在国民经济和国防建设等众多领域应用非常广泛。

  因此,世界主要大国对卫星导航系统的建设和发展都非常重视。目前,美国和俄罗斯相继建成了全球定位系统GPS和全球导航卫星系统格洛纳斯,欧盟正在建设伽利略系统,日本和印度等国家的区域卫星导航系统也正在建设之中。

  其中,建设历史最悠久、应用最广泛的卫星导航系统,当属美国全球定位系统(GPS)和俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统。

  与两大世界主要卫星导航系统相比,晚发展20年的中国北斗正在奋力追赶,并在有些方面已经实现弯道超车。

  比如说,时间精度是卫星导航的命门,天地间时间越同步、误差越小,定位精度越高。过去,只有少数国家能够制造卫星导航系统使用的高精度原子钟,但对中国实行严格限制。

  北斗二号建设时,中国自主开发研制出天稳定度达到10-14量级的原子钟,授时精度50纳秒,300万年只有1秒误差,彻底打破了他国垄断。

  再比如,北斗三号卫星的定位精度将优于5米。如果加上遍布全国的1400多个北斗基站,国内定位精度将全部达到亚米级,部分地区达到分米级,最高精度甚至可以到厘米或毫米级。这种全国“一张网”模式,让中国精度走到了世界前列。

  此外,北斗系统还有自己的“独门绝技”,即通过位置报告和短报文,具备告知别人我“在哪儿”“干什么”的独特功能。汶川地震救援表明,在通信信号盲区或其他通信手段失效后,它就成了紧急时刻拯救生命的最后“保险索”。

  欧洲伽利略系统与中国北斗同时起步,甚至所占用的频率都是相同的。2005年,首颗伽利略导航卫星发射成功,比中国还早了两年多。近年来,伽利略系统发展的步伐放缓慢,如果不出意外,中国北斗将早于伽利略系统实现全球组网。

  而印度与日本等国,虽然都在大力发展本国的卫星导航系统,但想追赶上中国北斗的步伐,仍有一定距离。

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