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4月10日，我國(guó)成功發(fā)射第八顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星，標(biāo)志著北斗區(qū)域衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的基本系統(tǒng)建設(shè)完成，我國(guó)自主衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)進(jìn)入新的發(fā)展階段。從當(dāng)初的“最高機(jī)密”，到今日向民用市場(chǎng)推廣，北斗計(jì)劃已經(jīng)走過(guò)了20多年。曾經(jīng)的主力科學(xué)家已經(jīng)成了白發(fā)蒼蒼的院士，北斗系統(tǒng)的理論創(chuàng)始人也已經(jīng)故去。
4月10日4時(shí)47分，我國(guó)在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用“長(zhǎng)征三號(hào)甲”運(yùn)載火箭，成功將第八顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星送入太空預(yù)定轉(zhuǎn)移軌道。這是一顆傾斜地球同步軌道衛(wèi)星。
將可以提供初始服務(wù)
這顆衛(wèi)星將與2010年發(fā)射的5顆導(dǎo)航衛(wèi)星共同組成“3+3”基本系統(tǒng)(即3顆GEO衛(wèi)星加上3顆IGSO衛(wèi)星)，經(jīng)一段時(shí)間在軌驗(yàn)證和系統(tǒng)聯(lián)調(diào)后，將具備向我國(guó)大部分地區(qū)提供初始服務(wù)條件。今明兩年，我國(guó)還將陸續(xù)發(fā)射多顆組網(wǎng)導(dǎo)航衛(wèi)星，完成北斗區(qū)域衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)，滿足測(cè)繪、漁業(yè)、交通運(yùn)輸、氣象、電信、水利等行業(yè)，以及大眾用戶的應(yīng)用需求。
中國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)管理辦公室負(fù)責(zé)人冉承其介紹，目前，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)正按照“三步走”發(fā)展戰(zhàn)略穩(wěn)步推進(jìn)——第一步，2003年建成北斗導(dǎo)航試驗(yàn)系統(tǒng)。系統(tǒng)由三顆地球同步靜止軌道衛(wèi)星和地面系統(tǒng)組成，可為我國(guó)及周邊地區(qū)的中、低動(dòng)態(tài)用戶提供定位、短報(bào)文通信和授時(shí)服務(wù)，已應(yīng)用于水利、漁業(yè)、交通、救援等國(guó)民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域，經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益顯著。第二步，2012年左右，將建成由10余顆衛(wèi)星組成的北斗區(qū)域衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，具備覆蓋亞太地區(qū)的服務(wù)能力，采用無(wú)源定位體制，具有定位、導(dǎo)航、授時(shí)以及短報(bào)文通信功能。第三步，2020年左右，建成由30余顆衛(wèi)星組成，覆蓋全球的北斗全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，系統(tǒng)性能達(dá)到同期國(guó)際先進(jìn)水平。
北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)除了能夠提供高精度、高可靠的定位、導(dǎo)航和授時(shí)服務(wù)，還保留了北斗衛(wèi)星導(dǎo)航試驗(yàn)系統(tǒng)的短報(bào)文通信、差分服務(wù)和完好性服務(wù)特色，是我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展不可或缺的重大空間信息基礎(chǔ)設(shè)施。
據(jù)了解，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)將提供開(kāi)放和授權(quán)兩種服務(wù)類型。開(kāi)放服務(wù)將面向大眾用戶免費(fèi)提供高可靠性的定位、測(cè)速和授時(shí)服務(wù)，定位精度10米，測(cè)速精度0.2米/秒，授時(shí)精度10納秒；授權(quán)服務(wù)面向?qū)I(yè)用戶提供更高精度的定位、測(cè)速、授時(shí)、短報(bào)文通信、差分服務(wù)以及系統(tǒng)完好性信息服務(wù)。
已在軍事部門推廣使用
大約從2004年開(kāi)始，北斗系統(tǒng)逐步在中國(guó)軍事部門推廣使用。其中一個(gè)最典型的例子，是前幾年的一次反恐行動(dòng)，即在喀什地區(qū)清剿一個(gè)恐怖訓(xùn)練營(yíng)�！靶陆妳^(qū)領(lǐng)導(dǎo)說(shuō)，他們當(dāng)時(shí)靠的是兩個(gè)工具，一個(gè)直升機(jī)，另一個(gè)就是北斗。那個(gè)地方地形很復(fù)雜，這兩樣法寶幫助他們解決了問(wèn)題�！敝袊�(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用管理中心副主任楊寶峰告訴記者。
雖然中國(guó)軍隊(duì)越來(lái)越多地使用北斗系統(tǒng)，但尚未達(dá)至“強(qiáng)制使用”階段�！耙�?yàn)槲覀冇行┭b備是從國(guó)外進(jìn)口的，原來(lái)的系統(tǒng)就帶有GPS。今后，會(huì)逐漸從限制過(guò)渡到限制、禁止�！睏顚毞逭f(shuō)。
但他也指出，研發(fā)能夠兼容各種系統(tǒng)的用戶機(jī)將是一個(gè)趨勢(shì)，“我們不完全排除GPS、格洛納斯，或者伽利略在中國(guó)的應(yīng)用，因?yàn)槊總�(gè)系統(tǒng)都有它本身的弱項(xiàng)。但我們也要強(qiáng)調(diào)獨(dú)立自主性，即在GPS出問(wèn)題的時(shí)候，我們的北斗不受干擾。”
與其他系統(tǒng)的應(yīng)用功能相比，北斗一個(gè)最具特色的優(yōu)勢(shì)是它的短報(bào)文通信功能�！氨热缭趹�(zhàn)爭(zhēng)中，通過(guò)這一功能，我們不僅知道自己的位置，還能向友鄰和上級(jí)報(bào)告我們的位置和時(shí)間校準(zhǔn)等數(shù)值。用我們測(cè)繪的語(yǔ)言來(lái)講，就是時(shí)間基準(zhǔn)和空間基準(zhǔn)的問(wèn)題，這對(duì)作戰(zhàn)來(lái)講是非常重要的。”總參測(cè)繪局袁樹(shù)友局長(zhǎng)說(shuō)。
走向世界還面臨三大挑戰(zhàn)
北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)工程副總設(shè)計(jì)師李祖洪表示，我國(guó)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)走向世界將面臨著國(guó)外GPS、格洛納斯和伽利略的激烈競(jìng)爭(zhēng)，面臨諸多挑戰(zhàn)。
第一個(gè)挑戰(zhàn)是部署進(jìn)度的比拼。四大全球系統(tǒng)部署的時(shí)間進(jìn)度是個(gè)重大考驗(yàn)，捷足先登是成功的第一步。GPS在這方面遙遙領(lǐng)先，格洛納斯正在恢復(fù)建設(shè)中，伽利略遭遇資金困境，北斗系統(tǒng)若要搶占市場(chǎng)，在系統(tǒng)部署方面面臨挑戰(zhàn)。
第二個(gè)挑戰(zhàn)是衛(wèi)星性能的競(jìng)爭(zhēng)。導(dǎo)航衛(wèi)星設(shè)計(jì)和研制水平?jīng)Q定著系統(tǒng)的性能，目前北斗衛(wèi)星設(shè)計(jì)已經(jīng)達(dá)到國(guó)外導(dǎo)航衛(wèi)星水平，在未來(lái)發(fā)展中要不斷自主創(chuàng)新，爭(zhēng)取在國(guó)際導(dǎo)航衛(wèi)星研制領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位。
第三個(gè)挑戰(zhàn)是系統(tǒng)發(fā)展的博弈。面向未來(lái)，衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)需要持續(xù)的發(fā)展建設(shè)，以滿足用戶更高的使用要求；需要國(guó)家持續(xù)的經(jīng)費(fèi)投入、人才培養(yǎng)、產(chǎn)業(yè)推廣，以確保我國(guó)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在未來(lái)發(fā)展與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)優(yōu)勢(shì)地位。
本報(bào)綜合報(bào)道
實(shí)用
“短信快報(bào)”曾使成千上萬(wàn)人獲救
據(jù)中國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用管理中心常務(wù)副主任趙康寧介紹，目前，北斗的用戶以集團(tuán)用戶為主。除了國(guó)防部門以外，漁政、水文測(cè)報(bào)、交通運(yùn)輸監(jiān)控和森林防火部門是北斗的主要用戶。在這些部門里，北斗系統(tǒng)的使用占到30%左右。
因?yàn)楸倍返奶攸c(diǎn)，尤其是其短報(bào)文通信的功能，特別得到漁政、水文監(jiān)測(cè)和森林防火部門的青睞�！艾F(xiàn)在南海、東海等漁政部門主動(dòng)放棄了GPS，而全部改用北斗了。為什么不用GPS呢？GPS只能告訴你所在位置的經(jīng)緯度，而在海洋里，光知道經(jīng)緯度意義不大，周圍都是海。但如果使用北斗，如果有臺(tái)風(fēng)，漁政部門就可以通知所有漁民；而如果一艘孤獨(dú)的漁船在茫茫大海上出現(xiàn)危險(xiǎn)，也可以通過(guò)北斗發(fā)短信求助，漁政系統(tǒng)可以立即告訴你離你最近的漁船在什么地方，最快的救援需要多長(zhǎng)時(shí)間等等�！壁w康寧說(shuō)。
由此可見(jiàn)，北斗系統(tǒng)的優(yōu)越性在搶險(xiǎn)救災(zāi)時(shí)尤其突出。事實(shí)上，普通百姓第一次聽(tīng)聞北斗系統(tǒng)的名字，多是在2008年汶川地震期間。當(dāng)時(shí)，在基礎(chǔ)設(shè)施損壞、通信中斷的情況下，中國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用管理中心為救援部隊(duì)緊急配備了一千多臺(tái)“北斗一號(hào)”終端機(jī)，實(shí)現(xiàn)了各點(diǎn)位之間、點(diǎn)位與指揮部之間的直線聯(lián)絡(luò)，為指揮救災(zāi)發(fā)揮了重要作用。趙康寧率救災(zāi)小分隊(duì)跑遍北川、綿竹，“北斗短信快報(bào)”使成千上萬(wàn)人獲救，至今他一直感慨萬(wàn)千！
資料
全球四大衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)
■ 美國(guó)GPS系統(tǒng)
目前世界使用最多的全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)是美國(guó)的GPS系統(tǒng)。它是世界上第一個(gè)成熟、可供全民使用的全球衛(wèi)星定位導(dǎo)航系統(tǒng)。該系統(tǒng)由28顆中高軌道衛(wèi)星組成，其中4顆為備用星，均勻分布在距離地面約20000千米的6個(gè)傾斜軌道上。
■ 俄羅斯格洛納斯系統(tǒng)
格洛納斯是前蘇聯(lián)國(guó)防部于20世紀(jì)80年代初開(kāi)始建設(shè)的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，從某種意義上來(lái)說(shuō)是冷戰(zhàn)的產(chǎn)物。該系統(tǒng)耗資30多億美元，于1995年投入使用，現(xiàn)在由俄羅斯聯(lián)邦航天局管理。格洛納斯是繼GPS之后第2個(gè)軍民兩用的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。
■ 歐洲伽利略系統(tǒng)
伽利略系統(tǒng)是歐空局與歐盟在1999年合作啟動(dòng)的，該系統(tǒng)民用信號(hào)精度最高可達(dá)1米。
計(jì)劃中的伽利略系統(tǒng)由30顆衛(wèi)星組成。2005年12月28日，首顆實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星Glove-A發(fā)射成功，第2顆實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星Glove-B在2007年4月27日由俄羅斯聯(lián)盟號(hào)運(yùn)載火箭于哈薩克斯坦的拜科努爾基地發(fā)射升空。
■ 中國(guó)北斗系統(tǒng)
北斗全球衛(wèi)星定位導(dǎo)航系統(tǒng)由5顆靜止軌道衛(wèi)星和30顆非靜止軌道衛(wèi)星組成，提供開(kāi)放服務(wù)和授權(quán)服務(wù)兩種模式。根據(jù)系統(tǒng)建設(shè)總體規(guī)劃，2020年左右，建成覆蓋全球的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。
揭秘
“北斗”是如何醞釀出來(lái)的
卜慶君從中國(guó)人民解放軍一位參謀成長(zhǎng)為總參謀部測(cè)繪局局長(zhǎng)，再成為現(xiàn)在的退休老人。作為項(xiàng)目創(chuàng)始人之一，他對(duì)于20多年前的事情記憶猶新。
一個(gè)夢(mèng)想
1985年，卜慶君受邀參加了在華盛頓舉辦的“GPS全球定位系統(tǒng)國(guó)際運(yùn)用研討會(huì)”。
“那個(gè)會(huì)議是在1985年的4月15日到18日�！北M管已經(jīng)過(guò)去20多年，卜慶君依然清楚記得具體日期。出發(fā)之前，學(xué)天文大地專業(yè)的卜慶君已經(jīng)了解GPS的功用和發(fā)展情況。但是，外國(guó)專家在會(huì)議上的發(fā)言卻讓卜慶君提高了警惕。
美國(guó)的GPS系統(tǒng)誕生于1973年，由美國(guó)國(guó)防部組織研發(fā)。在那次研討會(huì)上，除了介紹GPS的前景和用途，美國(guó)軍方告訴與會(huì)者，GPS的編碼分為軍用和民用兩種。在特殊情況下，為了保證國(guó)家安全，軍方會(huì)采取三種措施應(yīng)對(duì)緊急狀況：第一，降低對(duì)方的導(dǎo)航精度；第二，隨時(shí)變換編碼；第三，進(jìn)行區(qū)域性管理。也就是說(shuō)，通過(guò)以上三種方式，美國(guó)軍方可以限制國(guó)內(nèi)外用戶對(duì)GPS的使用。
“這些都是在會(huì)議上公開(kāi)說(shuō)的。我了解這些之后，就覺(jué)得如果我們依靠這個(gè)，那我們不是要受制于人嗎。”卜慶君回憶說(shuō)。根據(jù)掌握的情況，卜慶君撰寫了一份報(bào)告，其中寫道，“對(duì)于GPS的發(fā)展和應(yīng)用要跟蹤研究，與此同時(shí)要發(fā)展中國(guó)自己的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)�！�
但這只是一個(gè)夢(mèng)想，具體怎樣開(kāi)展研究，毫無(wú)頭緒。
終于立項(xiàng)
就在同一個(gè)月，卜慶君受邀參加了另外一個(gè)學(xué)術(shù)研討會(huì)。中國(guó)科學(xué)家陳芳允在會(huì)議上作了一個(gè)在當(dāng)時(shí)聽(tīng)來(lái)十分新穎的演講——“利用兩顆衛(wèi)星就可以解決地面定位問(wèn)題”，后來(lái)被歸納為“雙星定位”。卜慶君在會(huì)場(chǎng)里坐著，突然意識(shí)到這似乎可以用來(lái)開(kāi)展中國(guó)導(dǎo)航系統(tǒng)的研究。他找到時(shí)任國(guó)防科工委副主任的沈榮駿，講述了自己的想法。兩人一拍即合。
得到鼓勵(lì)的卜慶君直接去往陳芳允家里。在說(shuō)明自己的來(lái)意之后，陳芳允告訴他，“其實(shí)我們自己已經(jīng)研究了兩年�！弊鳛橹碾娮訉W(xué)專家，陳芳允和其他同事兩年來(lái)的研究成了日后“北斗計(jì)劃”的奠基理論。
1986年3月，卜慶君起草報(bào)告請(qǐng)求國(guó)家啟動(dòng)雙星定位系統(tǒng)的研究。一個(gè)月后，由國(guó)家主管部門召開(kāi)了可行性論證會(huì)。“參加會(huì)議的人還真不少。鐵道部、電信局、交通部、林業(yè)局都去了�！辈窇c君語(yǔ)氣一轉(zhuǎn)，“但是，支持的很少，還是潑冷水的多。”
人們提出了三個(gè)質(zhì)疑：第一，既然有GPS，為什么我們還要搞這個(gè)雙星定位？第二，我們的技術(shù)水平能否達(dá)到？第三，我們有沒(méi)有這個(gè)經(jīng)濟(jì)實(shí)力？
與會(huì)者的質(zhì)疑并非沒(méi)有道理。美國(guó)GPS系統(tǒng)自1973年開(kāi)始研發(fā)，已經(jīng)耗費(fèi)上百億美金，并且承諾向全球提供服務(wù)。而此時(shí)的中國(guó)，走出“文革”尚不足十年，國(guó)民經(jīng)濟(jì)仍在困頓之中，人力物力奇缺。
會(huì)議進(jìn)行了熱烈甚至是激烈的討論、爭(zhēng)辯，最終，眾人從國(guó)家戰(zhàn)略和特殊時(shí)期國(guó)家安全的角度，認(rèn)識(shí)到自主研發(fā)導(dǎo)航系統(tǒng)的重要性，以及衛(wèi)星測(cè)量手段對(duì)國(guó)防建設(shè)、科研建設(shè)的重要意義。然而，一直等到1994年，北斗計(jì)劃才正式立項(xiàng)。因?yàn)闇y(cè)量就是定位方向，這個(gè)中國(guó)的導(dǎo)航計(jì)劃被命名為“北斗”。
推遲兩年
在北斗系統(tǒng)籌備之初，這些早已熟悉GPS的科學(xué)家為自己提出要求：“導(dǎo)航精度要高，要有自己的創(chuàng)新。”北斗系統(tǒng)副總設(shè)計(jì)師譚述森說(shuō)。他所指的創(chuàng)新，是指北斗系統(tǒng)獨(dú)有的、GPS不具備的短報(bào)文通信功能。
除此之外，科學(xué)家們還制定了導(dǎo)航反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，在5秒之內(nèi)必須有所反饋�！捌鋵�(shí)5秒都會(huì)覺(jué)得時(shí)間長(zhǎng)，咱們必須從用戶的角度出發(fā)。如果過(guò)了幾分鐘沒(méi)有導(dǎo)航顯示，那你肯定認(rèn)為這機(jī)器壞了。所以從一開(kāi)始，我們就制定了5秒的標(biāo)準(zhǔn)�！弊T述森說(shuō)。
為了達(dá)到這些標(biāo)準(zhǔn)，北斗衛(wèi)星發(fā)射時(shí)間推遲了兩年。直到2000年10月，北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的第一顆衛(wèi)星才正式送入軌道。而在此六個(gè)月之前，北斗系統(tǒng)的理論奠基人陳芳允已經(jīng)因病去世。
時(shí)隔兩月，第二顆衛(wèi)星成功發(fā)射。此刻，從提出理論，到發(fā)射衛(wèi)星上天，北斗計(jì)劃已經(jīng)走過(guò)15年。
鏈接
軍演關(guān)鍵時(shí)刻GPS信號(hào)突然中斷
美國(guó)GPS系統(tǒng)的研發(fā)始于1973年，而衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)引起廣泛關(guān)注，則要到近二十年以后的海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中。當(dāng)時(shí)，美國(guó)的飛機(jī)、導(dǎo)彈、水面艦艇等依靠GPS這一撒手锏，發(fā)動(dòng)起一場(chǎng)各軍兵種集團(tuán)作戰(zhàn)的戰(zhàn)爭(zhēng)，向全世界詮釋了現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)的內(nèi)涵和規(guī)則。
近年來(lái)，中國(guó)的衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，但95%的應(yīng)用都是建立在美國(guó)GPS之上�！叭绻坏﹪�(guó)際關(guān)系生變或發(fā)生戰(zhàn)事，殃及中美關(guān)系，美國(guó)關(guān)閉覆蓋中國(guó)區(qū)域的GPS信號(hào)，后果將不堪設(shè)想�！笨倕⒅\部測(cè)繪局局長(zhǎng)袁樹(shù)友少將說(shuō)。
這早有先例可循，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)發(fā)起人之一、國(guó)防科工委原副主任沈榮駿院士告訴記者，1996年臺(tái)灣海峽局勢(shì)緊張的時(shí)候，中國(guó)軍隊(duì)開(kāi)展了一次大規(guī)模軍事演習(xí)，在關(guān)鍵時(shí)候，發(fā)現(xiàn)GPS信號(hào)忽然中斷。經(jīng)過(guò)專家調(diào)查分析，結(jié)論是人為造成的信號(hào)中斷。
“他們干擾你一下，在你的上空加一顆衛(wèi)星讓你打不準(zhǔn)，或者讓你根本就收不到信號(hào)，這是可以做到的�！敝锌圃涸菏織钤舱f(shuō)。他進(jìn)一步指出，中國(guó)在這方面的安全隱患非常明顯，“我們的電力部門用的是GPS，我們的銀行體系、交通體系、網(wǎng)絡(luò)部門、Email用的全是GPS，只要美國(guó)人稍微做一點(diǎn)手腳，我們的系統(tǒng)就可能全部癱瘓。更不用說(shuō)是戰(zhàn)略武器，只要人家把時(shí)間稍微調(diào)整一點(diǎn)，我們的武器就可能同步不起來(lái)，會(huì)造成巨大失誤�！�
據(jù)《中國(guó)新聞周刊》
科協(xié)主席“冒充”記者向科學(xué)家提問(wèn)
2011年3月19日，全國(guó)人大常委會(huì)副委員長(zhǎng)、中國(guó)科協(xié)主席韓啟德在中國(guó)科協(xié)舉辦的“科學(xué)家與媒體面對(duì)面”上，坐在記者席上與記者們爭(zhēng)搶提問(wèn)的機(jī)會(huì)。在這次“科學(xué)家與媒體面對(duì)面”上，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)領(lǐng)域的科學(xué)家向記者們介紹了衛(wèi)星導(dǎo)航原理、北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)概況、北斗應(yīng)用、與公眾生活的關(guān)系以及北斗的發(fā)展戰(zhàn)略等內(nèi)容。CFP供圖
