科學家與媒體記者暢談中國的“北斗”

2011年中國科協第一期“科學家與媒體面對面”活動聚焦“北斗衛星導航系統”。北斗衛星導航系統﹝BeiDou（COMPASS）Navigation Satellite System﹞是中國正在實施的自主研發、獨立運行的全球衛星導航系統。

北斗衛星導航系統由空間端、地面端和用戶端三部分組成。空間端包括5顆靜止軌道衛星和30顆非靜止軌道衛星。地面端包括主控站、注入站和監測站等若干個地面站。用戶端由北斗用戶終端以及與美國GPS、俄羅斯“格洛納斯”（GLONASS）、歐洲“伽利略”（GALILEO）等其他衛星導航系統兼容的終端組成。

2000年，首先建成北斗導航試驗系統，使我國成為繼美、俄之后的世界上第三個擁有自主衛星導航系統的國家。該系統已成功應用于測繪、電信、水利、漁業、交通運輸、森林防火、減災救災和公共安全等諸多領域，產生顯著的經濟效益和社會效益。特別是在2008年北京奧運會、汶川抗震救災中發揮了重要作用。

國家最高科學技術獎獲獎者、北斗衛星導航系統工程總設計師孫家棟院士、衛星導航領域的權威專家楊元喜院士、劉經南院士、李祖洪研究員、譚述森研究員做客“科學家與媒體面對面”活動現場，與媒體記者暢談“中國的北斗”。全國人大常委會副委員長、中國科協主席韓啟德院士參加活動，并與專家、記者互動交流。

一、中國的北斗，世界的北斗

楊元喜院士：我們行人借助地圖，飛機利用無線電、航標導航，艦船利用無線電、航標、天文進行導航，汽車利用各種衛星導航系統和地理信息系統在導航。所以，我們的日常系統離不開導航。汽車變成我們的代步工具，當你到一個陌生的地方，不僅需要衛星的導航，可能還需要很多參照物。我們其他的載體，比如我們的飛機、導彈、坦克、火車、空中運載武器、艦船等等都需要導航。

楊元喜院士：我們生活的地球，地形是極其不規則的，但我們看到的地圖卻是極其規則、美麗的。從不規則的地形到規則的地圖，最核心的一步要定位，要做控制。

楊元喜院士：中國的北斗導航，原理就是交匯，兩個衛星的位置，測一個點測不下來，三維測不出來，我們就加上高程，我們的導航原理就這么簡單。我們的試驗過程解決了國家當時的急需，解決了有無問題，也為中國電子產業的發展注入了新的活力，為中國衛星導航爭取了國際地位。

楊元喜院士：孫先生說，中國的北斗是世界的北斗，中國的北斗不僅為中國人作出貢獻，也為世界人作出貢獻。群星璀璨的星空，北斗仍然會閃出它的光芒。

二、認識北斗

譚述森研究員：中國北斗起步任務有三項，一是進行衛星導航理論及工程試驗；第二，還要滿足用戶定位急需；第三，要確立導航定位體制，把握中國衛星導航的命運。

譚述森研究員：北斗衛星導航系統滿足了中國5000公里×5000公里區域連續、實時定位要求，滿足了20米定位精度，滿足了既定位又位置報告，而且響應時間為1秒的要求，這成為優于GPS的一大亮點，世界上還沒有超越我們這個響應時間為1秒的系統。

譚述森研究員語錄：北斗區域服務能力將在2012年形成，可以滿足用戶在中國及部分亞太地區連續定位、測速和位置報告需要。2020年我們將要形成北斗全球服務能力，將由35顆衛星組成，具有衛星無線電定位、衛星無線電導航兩種工作體制，成為全球GNSS供應商，滿足中國國防安全和經濟安全的需要。

三、北斗改變生活

劉經南院士：北斗試驗系統建成以后，就很快在國防和經濟建設中得到了廣泛的應用，而且用戶逐年增加。現在的北斗可以說試驗系統已經在科學上、漁業中、救災中以及國防領域作出了很大的貢獻，未來將在社會生活管理、農業、交通以及工程和科學技術中作出更大的貢獻。

劉經南院士： 在漁業上面，利用北斗系統的定位來尋找將要到某個點的魚群，漁船和魚群交匯就可以捕到大量的魚。另外，它還可以確保漁船在海上安全作業。

劉經南院士：北斗系統在汶川、舟曲的救災過程中發揮了很大的作用，北斗有定位和短報文通信功能，可以及時把位置報給救災指揮部，當災害把通信設施完全破壞后，唯一有用的就是北斗系統。

劉經南院士：基于北斗的試驗系統還開發了森林防火系統。在水資源方面它可以實時監測和傳遞江河的水溫水環境，包括水污染的信息，以及在海洋上監測海潮的信息。另外是大氣環境監測，很多高原地區基于北斗的氣象監測站可將氣象數據實時發送到氣象中心，進行統一計算，氣象預報是要用很廣泛的區域資料才能得到預報的。

劉經南院士：作為北斗系統一個主要的運用目標就是國防上的應用，基于北斗試驗系統建立了北斗面向陸軍的戰場和訓練指揮系統。包括戰場精密武器時間同步協調指揮，飛機、火箭的實時位置、軌道的確定，對我們國家一些武器試驗和改進起到了很重要的作用。這是北斗現在已經在用的試驗系統的一些情況。

劉經南院士：在民航航路管理和導航、飛機著陸等方面北斗都起到關鍵作用。同時北斗將在智能交通、路況信息管理、道路堵塞治理、車輛監控和車輛自主導航方面有廣泛的應用前景。

劉經南院士：北斗的實時精密定位將應用于土地和農田的整理和管理，將裝在拖拉機和收割機等農業機械上以0.1m的定位精度實現對農田的精密耕作。另外，在城市的管理、搜救、安全管理方面，北斗也有很廣泛的應用。

劉經南院士： 當我們建成區域系統和全球系統以后，北斗的威力將成倍增加，可以和現在的GPS系統發揮的作用完全一樣。北斗在全球系統布設完畢以后，將和GPS、俄羅斯的GLONASS以及歐洲的GALILEO一起組成全球衛星導航系統，就是由四個星座組成的，現在國際上把它叫做GNSS，也就是全球衛星導航系統，這樣我們的北斗將具備和GPS完全一樣的功能。

劉經南院士：全球衛星導航定位技術的應用領域，上至航空航天，下至工業、漁業、農業生產和日常生活，已經無所不在了，正如人們所說的，“GNSS的應用，僅受人類想象力的制約”。

四、北斗之路——打造一流全球衛星導航系統

李祖洪研究員：導航衛星的工作模式：如果按軌道來看，有圓的和橢圓的，有按偏心率來設計的軌道。還有按高度設計的軌道，比如說低軌，我們通常說LEO，中軌叫MEO，高軌叫GEO，這樣的是按高度來設計的。還有按傾角設計的，按軌道面跟赤道面交匯的那個角度來算，傾角是零度的時候就是赤道軌道，傾角是90度就是極軌道，介于0-90度之間的叫傾斜軌道。

中國北斗導航軌道是個特殊的混合軌道，跟剛才大家提到GPS、GLONASS和GALILEO是不同的。中國北斗導航是有源和無源非常巧妙地結合起來。

李祖洪研究員：北斗系統的空間段特點，是混合星座。混合星座最外面的是地球靜止軌道的衛星，傾斜軌道就是中間那個綠色的，還有中軌道的，我們叫MEO衛星，這是混合星座的特點。

李祖洪研究員：四大全球導航系統，美國GPS正經歷現代化，就是GPS-III，預計2025年要完成，到現在為止已經打了62顆星了，在天上運行的有32顆。俄羅斯GLONASS正經歷復興計劃，預計2020年要把GLONASS-K做完，俄羅斯由于它的特殊原因，打了110多顆衛星，而真正投入使用的，組網能夠成功的，滿足24顆衛星的，到現在還沒能全部完成。歐洲GALILEO正在部署驗證系統，預計2018年部署完成。中國的北斗， 2012年要覆蓋我國及周邊地區區域的導航服務，2020年要完成全球的部署。我國北斗衛星導航系統走向世界將面臨國外GPS、GLONASS和GALILEO的激烈競爭，作為衛星導航系統的核心，衛星系統空間段面臨諸多挑戰。

李祖洪研究員：第一個挑戰，部署進度的比拼。四大全球系統部署的時間進度是個重大考驗，捷足先登是成功的第一步。GPS在這方面遙遙領先，GLONASS正在恢復建設中，GALILEO因為歐盟資金的困境，到現在進度有所拖延。北斗系統若要搶占市場，在星座部署方面面臨挑戰。 第二個挑戰，衛星性能的競爭。導航衛星設計和研制水平決定著系統的性能，目前北斗衛星設計已經達到國外同類導航衛星水平，在未來發展中要不斷自主創新，爭取在國際導航衛星研制領域中處于領先地位。第三個挑戰，系統發展的博弈。面向未來，衛星導航系統需要持續的發展建設，以滿足用戶更高的使用要求；需要國家持續的經費投入、人才培養、產業推廣，以確保我國北斗衛星導航系統在未來發展與國際競爭中占據優勢地位。

李祖洪研究員語錄：中國北斗衛星導航系統將以具備世界先進水平的性能進入國際全球衛星導航系統的大家庭。我們將以中國制造的產品來為促進世界和諧、文明進步作出貢獻！