全球四大衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)
7月31日,我國的北斗三號衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)正式開通。從1994年開始啟動(dòng)研發(fā),2000年完成北斗一號系統(tǒng)建設(shè),2012年完成北斗二號系統(tǒng)建設(shè),到今天北斗三號的全面建成開通,我國成為世界上第三個(gè)獨(dú)立擁有全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)的國家,終于不用再遭受雪銀河號的恥辱。
對于我們普通用戶來說,衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)用得最多的地方就是手機(jī)里的導(dǎo)航地圖,當(dāng)我們啟動(dòng)了百度、騰訊、高德等手機(jī)地圖導(dǎo)航軟件時(shí),手機(jī)就已經(jīng)在后臺自動(dòng)調(diào)用北斗導(dǎo)航衛(wèi)星、GPS導(dǎo)航衛(wèi)星、俄羅斯的格洛納斯導(dǎo)航衛(wèi)星、歐盟的伽利略導(dǎo)航衛(wèi)星的信號,甚至還有日本的導(dǎo)航衛(wèi)星的信號。目前市面上的智能手機(jī)都是同時(shí)支持多種導(dǎo)航衛(wèi)星的信號,并不只是GPS。不知道大家有沒有注意到,以前手機(jī)上的定位服務(wù)名稱是GPS,而現(xiàn)在都叫位置信息服務(wù),這也是北斗系統(tǒng)不斷發(fā)展的結(jié)果。
目前全世界一共有四大衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng),其中美國的GPS、俄羅斯的格洛納斯、中國的北斗已經(jīng)完成全面組網(wǎng),只有歐盟的伽利略系統(tǒng)還在艱難前行。
北斗
20世紀(jì)80年代,中國開始探索適合國情的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)發(fā)展道路,逐步形成了三步走發(fā)展戰(zhàn)略:形成了“三步走”發(fā)展戰(zhàn)略:
第一步,建設(shè)北斗一號系統(tǒng)。1994年,啟動(dòng)北斗一號系統(tǒng)工程建設(shè);2000年,發(fā)射2顆地球靜止軌道衛(wèi)星,建成系統(tǒng)并投入使用;2003年發(fā)射第3顆地球靜止軌道衛(wèi)星,進(jìn)一步增強(qiáng)系統(tǒng)性能。
第二步,建設(shè)北斗二號系統(tǒng)。2004年,啟動(dòng)北斗二號系統(tǒng)工程建設(shè);2012年年底,完成14顆衛(wèi)星發(fā)射組網(wǎng)。
第三步,建設(shè)北斗三號系統(tǒng)。2009年,啟動(dòng)北斗三號系統(tǒng)建設(shè);2018年年底,完成19顆衛(wèi)星發(fā)射組網(wǎng);2020年6月23日,北斗三號最后一顆(第五十五顆導(dǎo)航衛(wèi)星)全球組網(wǎng)衛(wèi)星成功發(fā)射,至此北斗三號全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)星座部署比原計(jì)劃提前半年全面完成。
2020年7月31日北斗三號全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)正式開通。
GPS
美國于 1973 年開始研發(fā)GPS。從 1978 年發(fā)射第1顆 GPS衛(wèi)星,到 1994 年完成21顆工作衛(wèi)星及3顆備用衛(wèi)星的配置,1995 年4 月美國國防部正式宣布 GPS 具備完全工作能力。GPS單機(jī)導(dǎo)航精度約為10米,綜合定位的話,精度可達(dá)厘米級和毫米級,但民用領(lǐng)域開放的精度約為10米。在北約轟炸南聯(lián)盟和海灣戰(zhàn)爭中,美軍第一次讓世界看到了由精確制導(dǎo)武器展現(xiàn)出來的超強(qiáng)打擊能力,讓世界為之震驚。
格洛納斯
格洛納斯(GLONASS)是蘇聯(lián)在1976年啟動(dòng)的項(xiàng)目,歷經(jīng)20多年的曲折歷程,雖然曾遭遇了前蘇聯(lián)解體,俄羅斯經(jīng)濟(jì)不景氣,但始終沒有中斷過系統(tǒng)的研制和衛(wèi)星的發(fā)射。終于1996年1月18日實(shí)現(xiàn)了空間滿星座24顆工作衛(wèi)星正常地播發(fā)導(dǎo)航信號,使系統(tǒng)達(dá)到了一個(gè)重要的里程碑。格洛納斯也是和美國的GPS一樣由21顆工作星和3顆備份星組成。
伽利略
伽利略衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)是由歐盟研發(fā)的全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng),該計(jì)劃1999年啟動(dòng),一共由30顆衛(wèi)星組成,其中27顆工作星,3顆備份星。截止2016年,已經(jīng)發(fā)射了18顆工作衛(wèi)星,全部30顆衛(wèi)星(調(diào)整為24顆工作衛(wèi)星,6顆備份衛(wèi)星)計(jì)劃于2020年發(fā)射完畢。2019年7月14日,伽利略系統(tǒng)技術(shù)故障導(dǎo)致部分導(dǎo)航服務(wù)中斷,2019年8月18日恢復(fù)正常,著實(shí)讓歐洲人捏了把汗。伽利略衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)的意義在于,歐盟將從此擁有自己的全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng),有助于打破美國GPS導(dǎo)航定位系統(tǒng)的壟斷地位,從而在全球高科技競爭浪潮中獲取有利位置,并為將來建設(shè)歐洲獨(dú)立防務(wù)創(chuàng)造條件。
伽利略與中國
2003年,歐洲人主動(dòng)邀請中方加入伽利略全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng),中方欣然接受。2004年中歐正式簽署技術(shù)合作協(xié)議,中方承諾投入2.3億歐元的巨額資金。2005年,伽利略首顆中軌道實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星發(fā)射,歐盟開始排擠中國。投入巨額資金(中國當(dāng)時(shí)實(shí)際投資了7000萬歐元),卻得不到與之相稱的對待,中國不但進(jìn)不到伽利略計(jì)劃的決策機(jī)構(gòu),甚至在技術(shù)合作開發(fā)上也故意設(shè)置,中方十分不滿,于是決定自主研發(fā)。
2007年發(fā)射的第四顆北斗一號導(dǎo)航衛(wèi)星,北斗系統(tǒng)開始激活。到2007年底,中國成功發(fā)射了第一顆中軌道導(dǎo)航定位系統(tǒng),標(biāo)志著北斗系統(tǒng)在技術(shù)和規(guī)劃上的重大突破。直到2008年,伽利略系統(tǒng)的第二顆實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星才升空,此時(shí)距上次發(fā)射已經(jīng)有差不多四年時(shí)間,比最初的計(jì)劃推遲了整整五年。北斗二號橫空出世,不僅使歐洲伽利略系統(tǒng)準(zhǔn)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(jìn),定位精度甚至達(dá)到0.5米級,令歐洲人深受震撼。
按照國際電信聯(lián)盟通用的程序,中國已經(jīng)向該組織通報(bào)了準(zhǔn)備使用的衛(wèi)星發(fā)射頻率,這一頻率正好是歐洲伽利略系統(tǒng)準(zhǔn)備用于公共管理服務(wù)的頻率。頻道是稀有資源,占得先機(jī)的美國和俄羅斯分別擁有最好的使用頻率,中國所看中的頻率被認(rèn)為是美國和俄羅斯之后的次優(yōu)頻率。按照誰先使用誰先得的國際法原則,中國和歐盟成了此頻率的競爭者。然而,中國在2009年發(fā)射三顆北斗二代衛(wèi)星,正式啟用該頻率,而歐盟連預(yù)定的三顆實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星都沒有射齊,注定敗下陣來,失去對頻率的所有權(quán)。
其他導(dǎo)航定位系統(tǒng)
日本
準(zhǔn)天頂衛(wèi)星系統(tǒng)(QZSS)是以4顆衛(wèi)星作為美國GPS的補(bǔ)充以及相關(guān)的加強(qiáng)工作,這是一個(gè)以GPS作為基礎(chǔ)的信號增強(qiáng)的區(qū)域?qū)Ш蕉ㄎ幌到y(tǒng)。按照日方的說法這四顆衛(wèi)星能夠幫助日本定位精度達(dá)到厘米級左右,如果將其用在制導(dǎo)方面,對日本來說精確打擊能力是一個(gè)巨大的提升。在日本的第二步計(jì)劃當(dāng)中要組成一個(gè)由七顆衛(wèi)星組成的準(zhǔn)天頂衛(wèi)星系統(tǒng),所謂的"七顆衛(wèi)星"系統(tǒng)將是一個(gè)獨(dú)立的全新的導(dǎo)航定位系統(tǒng),在這個(gè)系統(tǒng)的幫助下日本的本土進(jìn)行精確定位已經(jīng)完全沒有任何問題,甚至還可以將其延伸到亞洲部分地區(qū)。可以看出日本實(shí)際上是走曲線發(fā)展獨(dú)立導(dǎo)航定位系統(tǒng)的道路,準(zhǔn)備先進(jìn)行大量的技術(shù)儲備,以備后期建立獨(dú)立的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng),以達(dá)到完善產(chǎn)業(yè)鏈的目的。
印度
印度也搞了一種類似于準(zhǔn)天頂?shù)南到y(tǒng),完全依賴于GPS。因此,在印巴沖突期間,美國為了表示對雙方的公平態(tài)度,關(guān)閉了印巴的GPS信號,于是印度的系統(tǒng)完全瞎掉。所以印度決定不跟美國玩,現(xiàn)在做了自己的獨(dú)立衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(IRNSS/NAVIC)。根據(jù)印度空間研究組織的設(shè)計(jì)方案,IRNSS的組網(wǎng)工作將分為兩大步驟:第一步是2013年到2015年發(fā)射7顆國產(chǎn)地球同步軌道導(dǎo)航衛(wèi)星,從而實(shí)現(xiàn)全天候晝夜覆蓋印度及其周邊約1500公里范圍的較為精確的衛(wèi)星定位、導(dǎo)航和授時(shí)服務(wù)。第二步是從區(qū)域衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)向印度版全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)邁進(jìn),再發(fā)射大約10顆導(dǎo)航衛(wèi)星,最終形成印度版全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)。
由于技術(shù)準(zhǔn)備不足等種種原因,印度方面一直拖延到2013年7月才發(fā)射首顆衛(wèi)星,2016年將7顆導(dǎo)航衛(wèi)星全部部署完畢,投入運(yùn)行。IRNSS系統(tǒng)設(shè)計(jì)覆蓋東經(jīng)40°—140°和北緯40°~南緯40°的范圍,包括印度次大陸及印度洋等區(qū)域,可為印度全境及周邊2000千米的范圍提供全天候的單頻和雙頻導(dǎo)航信號,誤差不超過20米。
中國的北斗三號衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)正式開通,成為全球最大的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)之一,功成名就,中國人也因此揚(yáng)眉吐氣。而建設(shè)比中國早的歐洲伽利略衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng),現(xiàn)在仍然還只是一個(gè)局部地區(qū)的導(dǎo)航定位系統(tǒng),歐盟內(nèi)部眾口難調(diào),各個(gè)成員國分歧不斷,導(dǎo)致研發(fā)計(jì)劃不斷推遲,并且對中國加以限制,最終咎由自取。
衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)不僅需要的是強(qiáng)大的經(jīng)濟(jì)實(shí)力,還需要強(qiáng)大的科學(xué)技術(shù)做支撐,即使那么富裕的歐盟,技術(shù)水平也并不低,但在伽利略計(jì)劃中也是步履維艱。日本和印度的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)最終幾何,只有留給時(shí)間來檢驗(yàn)。
中國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)的建成,意義非常重大,包括我們的各種車輛、飛機(jī)、船只,尤其是我們的軍事裝備等高科技武器都有了自己獨(dú)立的導(dǎo)航定位信號,不僅打得準(zhǔn),還打得穩(wěn),再也不擔(dān)心被人切斷信號。
標(biāo)簽: 衛(wèi)星導(dǎo)航