國外主要衛星導航系統協同管理模式與特點

文|常家輝 王冉 胡婷婷

1.北方科技信息研究所 2.中國兵器工業規劃研究院

一、引言

當前，世界范圍內新一輪科技革命、產業革命、軍事革命加速推進，主要國家為在激烈的國際競爭中謀求先發優勢，都在不斷深入推進各領域協同發展，聚焦創新引領，注重開放共贏。衛星導航系統作為國家重大空間和信息化基礎設施，集技術、知識、信息等生產要素于一身，是經濟安全、國防安全、國土安全和公共安全的重大技術平臺和重要戰略性資源，也是提升國民生活水平、社會科技發展水平的重要工具，其發展對協同管理水平提出了極高要求。

二、GPS系統軍民共管共用，協同發展成效顯著

美國GPS系統從20世紀70年代開始研制，能夠為全球用戶提供全天候全天時高精度定位、導航和授時服務。GPS系統最初主要為軍方需求提供支持。到20世紀90年代，美國開始認識到GPS巨大的民用潛力。通過不斷優化提升系統軍事和民用技術性能，實行開放兼容的政策，大力推進GPS民用領域應用推廣。在美國政府的不斷努力下，GPS系統為美軍及其盟友近年來的軍事行動提供了有效支撐，同時在經濟、科學、社會多方面發揮著極為重要作用。多年來，美國已擁有衛星導航領域全球領先的組件制造商、系統集成商和增值服務提供商，并牢牢占據著全球衛星導航市場的領導者地位，協同發展成效顯著。

1.不斷完善的政策法規推動GPS系統軍民共用

從20世紀70年代到80年代初期，美國政府為了保證軍方的使用，限制GPS民用發展。1984年美國政府確立的AS政策和SA政策，使得GPS定位精度大大降低，嚴重影響了GPS系統定位服務的國際可接受性[1]。

隨著系統應用開發程度不斷加深，GPS軍民兩用前景日益受到重視。1991年美國商務部正式取消民用GPS出口許可證限制，標志著官方承認了GPS的軍民兩用性質，為 GPS民用產業發展注入了催化劑。1996年美國以總統令形式發布了《國家GPS政策》，向全世界承諾GPS免費提供民用服務，政策導向由保障國家安全向兼顧安全與經濟利益轉變，進一步強化了民眾對GPS應用的信心。2000年GPS法寫入《美國法典》，從最高法律層面保障GPS軍民兩用發展。2004年以新總統令形式發布的《天基空間定位、導航和授時（PNT）政策》,旨在滿足不斷增長的軍事和民用需求，并防止外國系統對GPS造成威脅[2]。2010年，美國出臺了《國家空間政策》，旨在提升美軍在全球航天領域和衛星導航領域的競爭能力和領先地位[3]。這一系列的政策發布，有效保障了GPS系統緊跟國際政治與技術發展形勢，實現了“保軍限民”向“軍民兩用”的成功轉變，帶動了GPS應用產業的發展，產生了巨大的經濟與社會效益。

2.協同高效的管理體系保障GPS系統服務運行

為保障GPS及其增強系統的服務能力，維護與之相關的政治、經濟、安全、外交等各方利益，美國建立了多層次的國家天基定位、導航與授時（PNT）協調管理體系，明確了軍政民等各相關部門機構的權責義務[3]。

美國天基PNT 執行委員會作為承擔戰略決策責任的機構，主要負責對PNT 體系相關政策、機構、需求和資源進行調配，協調相關部門建議提案。國家天基PNT 執行委員會下設機構主要包括：顧問委員會（咨詢機構）、協調辦公室（秘書處）。

委員會聯合主席為美國國防部和運輸部，國務院、內政部、農業部、國土安全部、商務部、美國國家航空航天局（NASA）等作為成員。美國國防部作為核心負責GPS 研制建設與發展，承擔研發、運行、維護等相關工作，并推進GPS 在軍事方面的應用推廣。運輸部則負責GPS民用需求的開發推進，保障GPS增強系統運行維護，代表民用部門參與GPS 開發管理，推動在民用行業的推廣應用。國務院負責國際合作與談判，管理GPS 敏感技術輸出。國土安全部負責GPS在國土安全方面的應用，處理本土PNT 應用面臨的威脅與干擾。

三、 GLONASS系統軍方主導模式轉變，民用步伐逐步提速

GLONASS是由蘇聯于1978年開始研發建設的衛星導航系統，蘇聯解體后由俄羅斯接手運行，為俄羅斯和全球用戶提供導航與定位服務。由于受歷史條件及政府管理等各方面制約，雖然俄羅斯政府努力推進GLONASS系統的協同發展，一定程度上推動了GLONASS系統在俄羅斯國內對GPS的替代，產生了良好的示范效應，但在全球的應用水平仍然大幅落后于GPS。

1.GLONASS系統軍方完全主導的管理模式已逐步改變

GLONASS系統的發展、運行與管理起初由俄羅斯軍方完全控制[4]。由于20世紀90年代俄羅斯經濟嚴重下滑，GLONASS系統甚至一度無法獨立提供服務，星座維持幾近停滯，系統建設發展進程受到嚴重阻礙。1998年俄羅斯政府頒布了《國防工業軍轉民法》，明確提出GLONASS系統軍民共建共用的原則[5]。1999年俄羅斯發布了關于GLONASS系統的總統令與政府聲明，重申GLONASS相關政策，并借鑒GPS管理體制，成立了由航天局、國防部、工業與能源部和運輸部組成的GLONASS項目部際協調委員會、顧問委員會。其中，聯邦航天局和國防部既是召集單位，又是GLONASS系統最主要用戶。

2.GLONASS系統民用化發展得到政策大力支持

俄羅斯為了更好地開拓民用領域應用，努力推動GLONASS與GPS的兼容性發展。同時，俄羅斯政府先后通過《GLONASS系統2002～2011年發展計劃》 《GLONASS聯邦計劃》等，均強調GLONASS系統提供免費民用服務，取消民用精度限制等相關內容。2005年俄羅斯總統普京簽署相關法令，指出全球用戶能夠免費獲取GLONASS系統的民用信號。2007年頒布的《GLONASS聯邦計劃》是俄羅斯GLONASS國家政策的執行基礎，重申要提供免費民用服務，取消對民用精度的限制等相關內容。2010年頒布的《導航活動法》，明確要求俄軍、民用車輛以及車輛管理設備安裝GLONASS導航設備，并通過后續政府決議進一步對此項內容進行了細化要求，制度層面保障了GLONASS系統在軍事、工業、民用及商用領域的推廣與應用。2014年，俄羅斯政府決定從2017年開始，在所有進口和國產汽車上強制安裝GLONASS汽車故障衛星導航儀。

四、伽利略系統管理協調問題凸顯，軍事應用難以突破

伽利略系統（Galileo）是歐洲自主獨立的民用全球衛星導航系統，旨在打破美國對衛星導航市場的壟斷，于2002年正式啟動，目標是提供覆蓋全球的高精度、高可靠性的定位服務。伽利略系統由歐盟和歐洲航天局（ESA）聯合開發，號稱世界上第一個專門為民用目的設計的全球衛星導航系統，能夠提供民用控制的高精度全球定位服務，并與GPS、GLONASS、北斗三個系統實現兼容互操作。雖然伽利略系統已經于2018年完成全球組網，但尚未形成足夠規模的市場容量，軍事領域應用也處于停滯不前的狀態。

1.伽利略系統管理模式存在弊端，系統發展進度滯后

在伽利略系統管理架構與模式方面，最初由歐盟委員會負責伽利略系統政治層面與高層次的任務需求，主要管理伽利略計劃及其資金、規劃授權協議、管控風險以及定義計劃實施的關鍵階段。歐洲航天局屬于政府間合作機構，由各國負責科技事務的部長組成的理事會作為領導機構，各成員國均擁有單獨投票權，不受歐盟管轄，主要負責伽利略系統空間分系統及地面系統的發展與測試。歐盟與歐洲航天局之間具有22個交叉成員國，同時由于歐洲航天局與歐盟間沒有正式的聯系，管理上存在諸多難以協調的問題，歐洲航天局對于相應政治責任的落實缺乏動力。在前期推進伽利略計劃實施過程中，因為歐盟委員會主要承擔計劃最終風險，直接導致歐洲航天局缺乏按進度與經費計劃推進項目實施的積極性。

伽利略系統投資建設最初采用公私合營模式（PPP），由歐盟和歐洲航天局牽頭創建“伽利略聯合執行體”，通過與特許權經營商合作來繼續推進伽利略計劃的部署和運營。然而歐盟主要成員國在企業聯合體的領導和構成以及伽利略系統中心和地面設施的位置選擇方面矛盾嚴重，伽利略系統商業運營模式一直未得到認可，導致“伽利略聯合執行體”在特許經營權方面的談判于2007年陷入僵局，伽利略計劃陷入實質性延期并且嚴重超出預算。

為此，2009年歐盟終止了伽利略系統的PPP模式運營，轉變為由公共經費支持伽利略系統發展，總投資額也從30億歐元增加到近50億歐元，一定程度上緩解了各成員國間針鋒相對的局面。同時，歐盟對伽利略系統的管理架構與模式進行了較大調整。伽利略監管機構“歐洲全球導航衛星系統監察局”被重新命名為“歐洲全球導航衛星系統管理局”（GSA），職責從伽利略計劃的主要執行機構轉變為歐盟委員會的下屬輔助機構，主要任務是開展伽利略的市場研究和推廣并進行安全審查。歐洲航天局也于2009年成立了伽利略管理局，以適應歐洲GNSS計劃的新任務。經過近年來的大力推進，2018年伽利略系統完成了全球組網，但相較于原計劃進展滯后非常嚴重。管理模式與各成員國之間的問題，直接導致伽利略系統錯過了發展的大好機遇。

2.各國認知不一，伽利略系統軍事應用前景不明朗

軍事應用方面，由于各國對伽利略系統的民用還是軍用性質存在分歧，近幾年才逐步開始接受將公共特許服務（PRS）信號應用到軍事領域的可能性。根據歐盟在2011年出臺的使用原則，是否將伽利略系統用于軍事目的仍然取決于各成員國的自主決定。2013年，英國、法國、比利時、意大利測試了PRS信號，以確保伽利略系統能為政府用戶提供軍事服務，同時歐洲航天局還在固定和移動的終端平臺上進行了PRS自身連續服務的測試。此次測試后，未見到有關該功能得到進一步應用的相關報道。伽利略系統的軍事功能在歐盟諸多成員國看來只是一項附加價值，同時對其信息敏感性及是否會影響自身經濟利益及國防安全獨立性的顧慮，導致伽利略系統的軍事應用前景仍然成迷。

五、小結

1.統籌的管理模式是衛星導航系統協同發展的重要保障

衛星導航系統健康發展的關鍵是頂層設計，必須全面規劃和統籌實施。美國建立了多層次的國家天基定位、導航與授時（PNT）協調管理體系，由統一的機構統籌GPS系統建設發展，多部門協同開展工作。 GLONASS系統雖然借鑒了美國GPS系統管理架構，但整體協調性尚顯不足，對系統軍民協同發展的促進作用未完全體現。伽利略系統則受制于各參與方的協調問題，一定程度上影響了系統發展進程。

2.頂層政策推動是衛星導航系統健康發展的重要保障

四大衛星導航系統發展過程中，均得到了政府機構的大力支持，從國家層面不斷推出具體政策，推動系統建設與應用。總體上，除伽利略系統外，GPS、GLONASS系統均經歷了“保軍限民”到“軍民共用”的過程，同時均在本國得到了強制性的推廣，但由于各國政策推進步伐不一，導致目前各系統發展進度及市場認可度不一。同時，如果沒有國家層面的政策推動，單獨依靠民間資本及社會力量無法完成衛星導航系統建設發展。

3.旺盛的市場活力是衛星導航系統快速發展的核心動力

縱觀全球衛星導航系統發展進程，若想真正取得廣泛應用與快速發展，必須得到公眾與市場的認可。得益于自身引領性的技術實力，以及緊跟時代發展步伐的政策導向，GPS系統目前已在全球范圍內得到了極為廣泛的應用，在全球衛星導航市場當中占據了絕對的龍頭地位。GOLONASS、伽利略系統則緊密結合自身區域性需求，持續努力打通市場渠道，提升公眾認可度，但相較于GPS系統仍然存在較大差距。