專家預測未來衛星導航系統領域是“四分天下”

衛星導航系統。

　　新聞背景

　　據俄羅斯聯邦航天署網站介紹，俄計劃今年發射9顆GLONASS全球導航系統的衛星。預計到今年年底，GLONASS系統在軌衛星的總數將達到24顆，即除了每個軌道面上平均分布7顆工作衛星外，各軌道面上再增加1顆在軌備用衛星，其信號范圍將從覆蓋俄羅斯全境擴大到覆蓋全球。此舉可使GLONASS衛星導航系統判讀地面精度比以往提高30-40%，導航信號的精度也隨之提高近2倍。屆時，GLONASS系統與美國的GPS系統之間的競爭，將更加激烈。

　　“北極熊”要搶的“奶酪”

　　全球通訊、航天、探礦、救援、國防安全等領域，都離不開衛星導航系統。上世紀80年代，這個領域一直是由美國GPS系統壟斷。俄羅斯不甘心看到如此大的一塊“奶酪”讓美國一家獨享，為了維護自己的戰略利益，“北極熊”開始積極研發本國的衛星導航系統。

　　GLONASS是由俄羅斯單獨研發部署的衛星導航系統，該項目啟動于上世紀70年代，這一系統至少需要18顆衛星為俄全境提供衛星定位及導航服務，如要提供全球服務，則需要24顆衛星在軌工作。GLONASS系統完成全部衛星的部署后，其衛星導航范圍可覆蓋整個地球表面和近地空間，定位精度將達到1.5米之內!

　　1.5米，這意味著俄軍的精確制導打擊能力，將進入一個可怕的“點穴”時代。形象一點說，就是空軍戰機可以在幾十公里甚至更遠的距離上對地面一輛高速行駛的汽車進行精確定位，并發射導彈將其摧毀;海軍艦艇可在水下幾百米的深度發射戰略核武器，利用GLONASS系統的定位坐標，精準打擊對手的戰略要點(戰略核武器攻擊的精度誤差一般在500米左右)。

　　目前，俄GLONASS衛星導航系統擁有工作衛星21顆，分布在3個軌道平面上，同時還有3顆備份衛星。每顆衛星都在1.91萬公里高的軌道上運行，周期為11小時15分。GLONASS系統一直處于降效運行狀態，現只有8顆衛星能夠正常工作，其精度要比美國GPS系統低。近年來，俄羅斯積極著手對 GLONASS進行技術改造。不久前，他們剛發射了3顆新型“旋風”衛星。該衛星的設計壽命將為7～8年(現行衛星壽命為3年)，具有更好的技術性能。

　　盡管GLONASS與GPS同為全球衛星導航系統，但彼此有許多不同之處。GLONASS定位的精準度，和GPS相比有一定差距，但其具有更強的抗干擾能力。由于坐標和時間上的使用標準不同，GLONASS雖在國際通用上有其局限性，但在至關戰略存亡的安全重要性上，此設計避免了戰時自己衛星信號被敵干擾。

　　從“兩強對抗”到“四分天下”

　　全球衛星導航系統，被稱作“人類在太空里的眼睛”，哪個國家擁有這雙“眼睛”，就好比掌握了太空戰制勝的“王牌”。軍事需要和不可小覷的商業利益，使世界各國在這一領域的競爭日趨激烈。

　　目前，世界上僅有4套衛星導航系統處于工作或研制狀態，即美國的GPS、俄羅斯的GLONASS、歐洲的“伽利略”以及我國的“北斗”。

　　GPS是美國歷時20多年，耗資200多億美元建立起來的衛星導航系統，其功能目前最為完備。為了防范“某些國家”利用該系統威脅美國，GPS系統對外國只提供低精度的衛星導航信號。一旦發生威脅自身安全的軍事沖突，美國會馬上切斷衛星導航服務。為了不讓美國牽著鼻子走，歐盟在上個世紀90年代末決定：在太空中安置屬于自己的“眼睛”——“伽利略”系統。

　　歐盟“伽利略”系統2002年正式啟動，目標是建成覆蓋全球的衛星導航系統，既可以為公眾提供基本信號，也可以為政府提供高度保密的信號，從而打破美國在這一領域的壟斷。歐盟將為整個計劃投入42億多美元，總共發射30顆衛星。據專家介紹，一旦30顆衛星全部在軌運行，精確度將比GPS系統更高。

　　歐盟方面稱，“伽利略”計劃將嚴格遵守“僅限于民用”的原則。系統的首顆衛星是用俄羅斯的“聯盟”號運載火箭推上了太空。作為“伽利略”計劃的首個非歐盟合作伙伴，我國承諾向該計劃投資2億歐元。

　　作為國家安全和經濟社會的核心基礎設施，衛星導航系統決不能依賴于他國系統。我國于1994年開始自行研制國產衛星定位系統——“北斗”。據專家介紹，我國衛星導航系統建設分為三步走。第一步，北斗一號系統，已于2003年建成并投入運營;第二步，北斗二號區域系統，于2004年啟動，預計2012年建成;第三步，覆蓋全球、高精度的北斗二號全球系統，預計2020年建成。

　　北斗一號系統已連續穩定運行了6年多，在部隊巡邏、作戰指揮、訓練演習、搶險救災等軍事活動中發揮了重要作用。特別是2008年汶川抗震救災，北斗一號系統發揮了其獨特的技術優勢。今年1月17日，隨著第3顆衛星成功發射，北斗二號衛星導航系統進入加速組網階段。

　　軍事專家預測，未來的衛星導航系統領域，在不遠的將來會是“四分天下”。不過，我們應清醒認識到：與其他國家相比，“北斗”衛星導航系統還有很長的路要走，唯有保持其自身特長的同時，盡快完善坐標精準定位和提高抗干擾能力，才能在激烈的競爭中立于不敗之地。

　誰能掌握衛星導航優勢，誰就掌握了戰爭主動權

　　在國防領域，衛星導航系統已成為建設信息化軍隊、打贏信息化戰爭的重要基礎和保證，在聯合作戰、戰場態勢感知、精確打擊、情報偵察等方面發揮著不可替代的重要作用。現代戰場上，衛星導航系統被廣泛裝備于作戰車輛、艦艇、飛機，使用級別甚至可以到連、排乃至單兵，已成為戰斗力的有機組成部分和作戰效能的倍增器。

　　美國《軍事評論》雜志曾直言不諱地說：“誰能掌握衛星導航優勢，誰就掌握了戰爭主動權。”近10年里，美國之所以能以極小代價打贏多場局部戰爭，GPS支持的作戰平臺和制導武器發揮了巨大作用，難怪一些美軍將領發出了“沒有GPS，我們根本無法作戰”的感慨。

　　不夸張地說，無論是天、空、地聯合作戰的指揮控制還是精確打擊武器的制導和引導，現代戰爭完全離不開戰場上的“指北針”——衛星導航系統的支持。如何增強衛星導航系統的精準度和防止敵方干擾，是世界各國下一步要深入研究的重要課題。

　　為確保領先地位，美國正計劃對GPS進行有史以來最大規模的技術升級。升級后的美軍第3代全球定位系統傳輸量是現行系統的500倍，而抗干擾能力也將大大加強。為了應對未來更加復雜的戰場環境，歐盟各國都在抓緊設計試驗新一代定位導航衛星，定位精度將達到“米”級別。

　　相關鏈接

　　美國GPS：是一個接收型定位系統，只轉播信號，用戶接收就可定位，不受容量限制。整套系統包括繞地球運行的24顆衛星，每顆衛星能連續發射一定頻率的無線電信號，只要持有便攜式信號接收儀，無論身處陸地、海上還是空中都能收到衛星發出的特定信號。接收儀中的電腦只要選取4顆或4顆以上衛星發出的信號進行分析，就能確定接收儀持有者的所在位置。GPS除了導航外還有其他多種用途，如科學家可以用它來監測地殼的微小移動從而幫助預報地震等。但GPS系統也存在技術弱點。由于每顆衛星信號頻率和調制方式相同，不同衛星信號靠不同偽碼區分，加上從衛星反饋到地面的GPS信號很弱，如果對方施加干擾，很可能使地面接收設備無法正常工作，導致導航精度降低。

　　俄羅斯GLONASS：與GPS工作原理基本相同。差別在于： GLONASS的衛星分布在3條軌道上，較適用于高緯度用戶，而GPS的衛星分布在6條軌道上，對中低緯度用戶比較便利。GLONASS的單點定位精度水平方向為16米，垂直方向25米。與GPS相比，GLONASS在定位精度、隱蔽性等方面處于下風。其民用單點定位精度(30米)與GPS差約20米;與“伽利略”系統(民用信號精度1米)差距更大。但其抗干擾性明顯強于其他系統，由于GLONASS的衛星靠頻率不同來區分，更注重對高緯度地區的覆蓋，因此能有效防止整個衛星導航系統被對手干擾。

　　歐盟“伽利略”：是歐盟計劃建設的新一代民用全球衛星導航系統。按照規劃，“伽利略”計劃將耗資約27億美元，系統由30顆衛星組成。衛星采用中等地球軌道，均勻地分布在高度約為2.3萬公里的3個軌道面上，系統包括27顆工作星，另加3顆備份衛星。系統的典型功能是信號中繼，即向用戶接收機的數據傳輸是通過一種特殊的聯系方式或其他系統的中繼來實現，例如通過移動通信網來實現。“伽利略”接收機不僅可以接受本系統信號，而且可以接受GPS、GLONASS這兩大系統的信號，并且具有導航功能與移動電話功能相結合、與其他導航系統相結合的優越性能。

整理：洪麓豐