北斗導航 國之重器

張洪瑞

5年來，一批科技攻關(guān)的重大項目和基礎設施的重點工程投入使用，不僅推動了中國發(fā)展，更造福了世界，成為展示國力強盛的一張張名片，為這個時代留下了一抹抹亮色。

“已經(jīng)習慣在出門前用百度地圖搜一下路線，尤其是在外出差，對像我這種路癡來說算是一種福利。”家住北京市花園橋的李小姐說，在她看來，出門靠定位似乎已成為現(xiàn)代人出行的一種標配，隨手點開手機上帶有地理位置服務的APP，高德地圖、大眾點評、摩拜單車、滴滴打車、華住酒店等這些基于定位導航的服務已滲透到我們?nèi)粘Ｉ畹姆椒矫婷?。然而，定位導航的功能和應用遠不止于此，它還在行業(yè)生產(chǎn)、軍事及國土安全等關(guān)鍵領(lǐng)域發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，就像水、電和公路一樣，是社會建設的基礎保障。

你是我的眼

今年5月，國家測繪地理信息局在新聞發(fā)布會上宣布，北斗全國衛(wèi)星導航定位基準服務系統(tǒng)正式啟用。而早在2012年，我國建成的由14顆組網(wǎng)衛(wèi)星運行的北斗二號衛(wèi)星導航系統(tǒng)就已為中國及周邊地區(qū)，甚至包括澳大利亞等提供衛(wèi)星導航服務，其位置精度和授時精度可與GPS民用精度比肩。

其實，北斗導航在建設之初面臨著各種各樣的問題，其中最主要的問題就是頻率資源爭奪。眾所周知，頻率資源是國際上公用的有限資源，不管哪個國家，只要在申請時間內(nèi)先把衛(wèi)星發(fā)射上去，并且由這個衛(wèi)星向下發(fā)射頻率信號，以后這個頻率資源就被該國擁有。

為了獲得國際電信聯(lián)盟批準的頻道，2007年4月17日是北斗申請頻率資源失效的最后期限，這就意味著衛(wèi)星發(fā)射必須提前。中國科學院光電研究院導航技術(shù)研究室副主任徐穎說：“為了爭奪這個頻率，我們決定在4月14日進行火箭發(fā)射，然而在當天凌晨4點07分，工作人員發(fā)現(xiàn)火箭有一個連接器沒有按照規(guī)定脫落，如果3分鐘內(nèi)不能解決這個問題，對火箭、衛(wèi)星甚至發(fā)射場都會是滅頂之災。當時的發(fā)射指揮員在一分鐘內(nèi)下了7道指令，4點11分時，火箭帶著我們的北斗試驗星成功升空。4月15日衛(wèi)星實現(xiàn)變軌，4月16日衛(wèi)星開始向下發(fā)送頻率信號，中國申報獲得成功?！弊源?，北斗系統(tǒng)拉開面向全球服務的帷幕。

據(jù)了解，當前北斗已有17顆組網(wǎng)衛(wèi)星運行。中國衛(wèi)星導航系統(tǒng)管理辦公室主任冉承其向本刊記者透露，今年下半年將發(fā)射6至8顆全球組網(wǎng)衛(wèi)星，到2020年徹底完成由35顆衛(wèi)星全球組網(wǎng)，也就是北斗全球系統(tǒng)，屆時導航服務范圍將從亞太地區(qū)擴展至全球。

現(xiàn)在，北斗已經(jīng)落地泰國、緬甸、印尼、巴基斯坦等國，為亞太地區(qū)用戶提供穩(wěn)定可靠的時空信息服務。據(jù)泰國專家表示，有些GPS衛(wèi)星信號泰國收不到，而北斗所有的衛(wèi)星信號泰國都能接收到，這是因為GPS網(wǎng)眼最密處是在美國上空，北斗網(wǎng)眼最密處在中國上空，對亞太國家來說，北斗比GPS更有優(yōu)勢。

除此之外，與其他衛(wèi)星導航系統(tǒng)相比，北斗的位置報告和短信服務獨具優(yōu)勢，既能知道“我在哪里”，也能知道“你在哪里”。舉個例子說，在沙漠、山區(qū)、海洋等人煙稀少的地區(qū)實施搶險救援時，北斗除導航定位外，還能通過短信功能，利用衛(wèi)星導航終端設備及時報告所處位置和災情，有效縮短救援搜尋時間，提高搶險救災時效。2008年汶川抗震救災中，在通信中斷的情況下，我國自行研制的北斗導航試驗系統(tǒng)向指揮部實時傳遞著最新災情，為搶險救災發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。

為何謂之重器

說到這兒，很多人會問既然北斗這么好用，為什么生活中用GPS更多一些？“這是因為GPS衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)比北斗系統(tǒng)早建設了大約20年，20年的歷史鴻溝不是技術(shù)可以填補的，它的應用推廣已經(jīng)非常成熟?！毙旆f說。

本刊記者在調(diào)研中發(fā)現(xiàn)，人們不想改用北斗導航系統(tǒng)是因為對已有GPS定位系統(tǒng)產(chǎn)生了很大的依賴性，覺得沒有更換的必要性。

試想一下，未來如果有一天GPS衛(wèi)星導航停止服務，那么我們的生活將會變成什么樣？上至航空航天，下至工業(yè)、農(nóng)業(yè)、漁業(yè)和日常生活，手機、互聯(lián)網(wǎng)、取款機、股票市場、國家電網(wǎng)等也都依賴于衛(wèi)星。中國衛(wèi)星導航工程中心副主任郭樹人說，歐盟10年前曾預測，衛(wèi)星導航中斷一天，經(jīng)濟損失將超過10億歐元。可以說，一旦失去衛(wèi)星導航，將會造成災難性后果。

首先，軍事方面。GPS有兩段頻率，一段頻率使用C/A碼作為民用，另一段使用P碼專屬軍用。一旦戰(zhàn)爭爆發(fā)，如果僅依賴美國的GPS，所有的導航手段將全部失效。其次，民用方面。GPS專利費用是非常大的一個指數(shù)。導航產(chǎn)業(yè)目前蓬勃發(fā)展，國內(nèi)市場還有巨大的缺口，這些缺口如果用北斗導航覆蓋，產(chǎn)生的經(jīng)濟效益不可估量。這些都讓中國意識到，無論是從國家安全角度還是經(jīng)濟角度著想，都必須建設屬于自己的、完全具有自主知識產(chǎn)權(quán)的全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)。

現(xiàn)如今，國產(chǎn)北斗核心芯片、模塊等關(guān)鍵技術(shù)全面突破，性能指標與國際同類產(chǎn)品基本相當，自主芯片銷量超500萬片，北斗系統(tǒng)的應用范圍也從交通運輸、海洋漁業(yè)、水文監(jiān)測、基礎測繪、氣象預報等行業(yè)和區(qū)域應用發(fā)展到智能手機、車載導航等大眾電子消費領(lǐng)域。

中國衛(wèi)星導航定位協(xié)會發(fā)布的《中國衛(wèi)星導航與位置服務產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書（2016年度）》顯示，2016年中國衛(wèi)星導航與位置服務產(chǎn)業(yè)總體產(chǎn)值已突破2000億元大關(guān)，達到2118億元。國內(nèi)導航定位終端產(chǎn)品總銷量突破5.3億臺。其中，具有衛(wèi)星導航定位功能的智能手機銷售量達到5.1億臺，帶北斗功能的數(shù)量超過30%。北斗系統(tǒng)在共享單車、城市智慧管線等新興市場規(guī)?；瘧弥饾u顯現(xiàn)。

冉承其表示，到2020年，中國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)規(guī)模將超過4000億元，北斗系統(tǒng)將拉動2400億至3200億元的市場份額。屆時，其對國內(nèi)衛(wèi)星導航應用市場的貢獻率將達到60%，重要應用領(lǐng)域達到80%以上，在全球市場具有較強的國際競爭力。endprint