□ 本刊特約記者 陳全育

“衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用只受人們想象力的限制?！泵绹?guó)全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)的創(chuàng)始人布拉德·帕金森的這句經(jīng)典名言，早已成為世界衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì)的準(zhǔn)確描述。稍加留意，我們就會(huì)發(fā)現(xiàn)，如今衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用在人們?nèi)粘Ｉ钪幸呀?jīng)無(wú)處不在。

我國(guó)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)工程總師孫家棟院士曾帶領(lǐng)他的團(tuán)隊(duì)在調(diào)研后做出這樣的結(jié)論：每年全球衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用市場(chǎng)的需求高達(dá)4000億美元。在如此豐厚的經(jīng)濟(jì)回報(bào)面前，世界各大全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)或加緊升級(jí)，或迅速組建，紛紛亮劍爭(zhēng)鋒。

車載GPS導(dǎo)航儀已進(jìn)入千家萬(wàn)戶

具有GPS導(dǎo)航功能的手機(jī)

“蛋糕”背后的競(jìng)爭(zhēng)

目前，真正實(shí)現(xiàn)了全球?qū)Ш蕉ㄎ坏闹挥忻绹?guó)的全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)。因此，美國(guó)憑借這一“獨(dú)大”的優(yōu)勢(shì)占據(jù)著世界衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用領(lǐng)域的絕大部分市場(chǎng)。但是，在區(qū)域性衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用中，中國(guó)的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航試驗(yàn)系統(tǒng)和俄羅斯的格洛納斯衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)無(wú)疑將成為美國(guó)全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。

2009年2月4日，俄羅斯聯(lián)邦議會(huì)公布了有關(guān)衛(wèi)星導(dǎo)航定位航天活動(dòng)的“格洛納斯”聯(lián)邦法律，這同時(shí)也是俄羅斯出臺(tái)的關(guān)于衛(wèi)星導(dǎo)航定位的首個(gè)法律。

該法律規(guī)定，俄羅斯允許格洛納斯衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)同時(shí)用于和平目的與防御目的，實(shí)現(xiàn)全俄覆蓋，并詳細(xì)闡釋了網(wǎng)絡(luò)用戶的相關(guān)權(quán)利與責(zé)任等。

據(jù)有關(guān)人士分析，該法律意味著民用市場(chǎng)獲得了開發(fā)應(yīng)用格洛納斯衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的許可，是該系統(tǒng)在俄應(yīng)用及俄境外推廣的里程碑。

俄羅斯去年遭受了席卷全球的金融危機(jī)的巨大沖擊，俄羅斯副總理伊萬(wàn)諾夫卻表示，盡管俄政府面臨著金融危機(jī)的嚴(yán)峻考驗(yàn)，但并不會(huì)削減格洛納斯衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)項(xiàng)目的投資。這一消息再次說明了俄政府著力發(fā)展該系統(tǒng)的決心。

中國(guó)的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)預(yù)計(jì)將于2020年實(shí)現(xiàn)全球覆蓋，屆時(shí)該系統(tǒng)的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)將與美國(guó)的全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)相當(dāng)，而其短報(bào)文通信的獨(dú)特功能，對(duì)用戶來說無(wú)疑是個(gè)很大的誘惑。

歐洲實(shí)施的伽利略全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)計(jì)劃雖然一度因歐洲一些國(guó)家出現(xiàn)財(cái)政困難而步履維艱，但歐空局在法屬圭亞那庫(kù)魯航天中心的地面站已于2009年年底正式落成，這標(biāo)志著該計(jì)劃又向前邁進(jìn)了一步。

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)第三顆衛(wèi)星總設(shè)計(jì)師謝軍說，地面站與天基衛(wèi)星系統(tǒng)同等重要，“伽利略”系統(tǒng)高度重視地面站建設(shè)，這說明其已經(jīng)把目光盯在將來的應(yīng)用上。

印度、日本等國(guó)家也不甘在全球衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)中示弱。2009年，印度制定了雄心勃勃的衛(wèi)星導(dǎo)航定位發(fā)展計(jì)劃，其區(qū)域?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(IRNSS)將在3年內(nèi)投入運(yùn)行。該衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的定位精度大約為10米，將覆蓋整個(gè)印度洋地區(qū)。

盡管經(jīng)濟(jì)形勢(shì)不好，但日本仍在全力推進(jìn)多個(gè)雄心勃勃的航天計(jì)劃，其中之一便是使用軌道高度比美國(guó)的GPS衛(wèi)星還要高的衛(wèi)星，以便創(chuàng)建日本自己的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。

“盡管印度、日本的目標(biāo)是建立覆蓋本國(guó)全境及周邊地區(qū)的區(qū)域性衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，但如果發(fā)展順利，依然有升級(jí)為全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的可能?！敝x軍分析道。

毫無(wú)疑問，作為持續(xù)促進(jìn)信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的高科技“明星”，新一輪的國(guó)際航天競(jìng)爭(zhēng)項(xiàng)目已經(jīng)牢牢圈定在了衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)的應(yīng)用上。

服務(wù)能力決定競(jìng)爭(zhēng)成敗

“衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的競(jìng)爭(zhēng)焦點(diǎn)一定是系統(tǒng)的服務(wù)能力，我國(guó)的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)將來走向國(guó)際化應(yīng)用也要走提升服務(wù)能力這條路?！睂O家棟院士富有遠(yuǎn)見地說，從我國(guó)“長(zhǎng)征”系列運(yùn)載火箭、通信衛(wèi)星走向國(guó)際化的歷程來看，充分驗(yàn)證了這一道理。

那么，衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)服務(wù)能力的競(jìng)爭(zhēng)主要表現(xiàn)在哪些方面呢？

從民用角度來說，全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)、格洛納斯衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)、伽利略全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)以及北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)所具有的定位能力都能精確到米，而這一量級(jí)的定位精度，已經(jīng)足夠滿足民用市場(chǎng)的需求。

因此，如果單從定位精度上來做比較，已經(jīng)沒有多少實(shí)際意義。在激烈競(jìng)爭(zhēng)的面前，精度趨同是一種普遍趨勢(shì)。

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)所具有短報(bào)文功能的獨(dú)有優(yōu)勢(shì)，無(wú)疑將使其更容易與海事衛(wèi)星電話、手機(jī)短信等通信手段融合。該系統(tǒng)在浙江、海南等地漁船作業(yè)方面的廣泛應(yīng)用，使這一優(yōu)勢(shì)更加明顯。因?yàn)楹Ｉ蠜]有地面常規(guī)通信設(shè)施，北斗導(dǎo)航終端可以像發(fā)手機(jī)短信一樣進(jìn)行聯(lián)絡(luò)。

而世界上的其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)也在模仿北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的這一優(yōu)點(diǎn)，希望未來發(fā)射的衛(wèi)星具有短報(bào)文服務(wù)的功能。

有關(guān)人士分析，中國(guó)能否使這一獨(dú)創(chuàng)的優(yōu)勢(shì)成為增強(qiáng)整個(gè)系統(tǒng)競(jìng)爭(zhēng)力的“撒手锏”，關(guān)鍵還要看其具體應(yīng)用中能否對(duì)該功能進(jìn)行有效開發(fā)。

孫家棟院士把衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)服務(wù)能力的重點(diǎn)放在了地面應(yīng)用功能的開發(fā)上，“只有好用，才會(huì)有用戶?！彼f。

美國(guó)的全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)自進(jìn)入民用市場(chǎng)以來，衛(wèi)星的服務(wù)能力變化不大，而地面應(yīng)用方面的服務(wù)能力則是與日俱增，這才造就了該系統(tǒng)目前獨(dú)步全球的局面。

著名衛(wèi)星導(dǎo)航專家、任教于日本東京海洋大學(xué)的樊春明教授此前在接受《科技日?qǐng)?bào)》采訪時(shí)表示，為了迎頭趕上世界民用衛(wèi)星導(dǎo)航潮流，中國(guó)政府首先要在大系統(tǒng)范圍內(nèi)做出統(tǒng)籌決斷，協(xié)調(diào)好科技部、工信部、交通部和無(wú)線電管理委員會(huì)等職能部門的關(guān)系，為開展地面設(shè)備開發(fā)的企業(yè)提供良好的環(huán)境。政府修路、企業(yè)造車，政府扶植的重點(diǎn)應(yīng)該是產(chǎn)業(yè)而不是企業(yè)。

而對(duì)企業(yè)來說，他建議要瞄準(zhǔn)世界一流水平，只有制造出一流產(chǎn)品才能夠生存。

同時(shí)，他認(rèn)為，產(chǎn)業(yè)界同樣離不開學(xué)術(shù)界的支持，高科技企業(yè)能夠得以生存的唯一途徑是具備能夠消化大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)科研成果的能力。因此，我國(guó)的大學(xué)、研究機(jī)構(gòu)和政府投資的相關(guān)企業(yè)不僅要切實(shí)追蹤最前沿的新技術(shù)，同時(shí)還要做好政府決策部門的技術(shù)參謀官，“官民學(xué)研”共同努力是爭(zhēng)取在世界衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域內(nèi)爭(zhēng)得一席之地的必要條件。

美國(guó)GPS衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)示意圖

伽利略導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)示意圖

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美國(guó)升級(jí)GPS力?！包S金標(biāo)桿”地位

美國(guó)正在對(duì)GPS(全球衛(wèi)星定位系統(tǒng))進(jìn)行升級(jí)改造。去年5月，美國(guó)審計(jì)署出臺(tái)報(bào)告指出，美國(guó)的GPS日益老化，超期服役，前景堪憂。

美國(guó)空軍航天司令部導(dǎo)航與授時(shí)系統(tǒng)負(fù)責(zé)人戴維·巴克曼上校說，美軍現(xiàn)階段正在積極改造GPS的衛(wèi)星和地面控制設(shè)備，對(duì)GPS的可靠性無(wú)需擔(dān)憂。

據(jù)巴克曼上校介紹，美國(guó)計(jì)劃在今年發(fā)射型號(hào)為2F的改進(jìn)型第二代GPS衛(wèi)星，并于2014年發(fā)射第一顆型號(hào)為3A的第三代GPS衛(wèi)星，該衛(wèi)星現(xiàn)階段已完成初步設(shè)計(jì)，預(yù)計(jì)將于2012年出廠。

美國(guó)審計(jì)署的報(bào)告指出，若需保證GPS可靠性，必須使24顆衛(wèi)星同時(shí)正常運(yùn)行的可靠性高于95%，但由于不少衛(wèi)星都已超期服役，隨時(shí)可能報(bào)廢，因此，從2010年～2014年，GPS的可靠性將低于95%，甚至可能只有80%。

這一報(bào)告在全球范圍內(nèi)引起了極大關(guān)注。直接負(fù)責(zé)GPS衛(wèi)星指揮與控制的美國(guó)空軍第二空間指揮中隊(duì)負(fù)責(zé)人迪安娜·伯特中校說，眼下有12顆衛(wèi)星因超期服役而被列入重點(diǎn)關(guān)注名單。

洛克希德·馬丁公司是GPS衛(wèi)星和運(yùn)載火箭的主要承包商。眼下，該公司已與美國(guó)國(guó)防部簽訂了生產(chǎn)兩顆第三代GPS衛(wèi)星的協(xié)議，設(shè)計(jì)工程預(yù)計(jì)將于今年夏天完成。

而該公司副總裁德格里斯則表示，第三代GPS衛(wèi)星的定位精度將從目前的4米提高到0.63米，其抗干擾能力、信號(hào)強(qiáng)度以及覆蓋范圍均有所提高。同時(shí)，第三代GPS衛(wèi)星將不但可以提供民用信號(hào)，而且還能將民用信號(hào)通道增加至4個(gè)。

德格里斯說，美國(guó)與歐盟、日本也已達(dá)成協(xié)議，新一代GPS衛(wèi)星將與歐盟的“伽利略”系統(tǒng)和日本的QZSS導(dǎo)航系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)兼容。

美國(guó)軍方規(guī)劃，在未來5年內(nèi)為GPS加速升級(jí)改造項(xiàng)目注入58億美元。而未來的全球定位系統(tǒng)將由12顆第二代衛(wèi)星和32顆第三代衛(wèi)星構(gòu)成。(王永康)

俄羅斯發(fā)射3顆“格洛納斯”衛(wèi)星

去年12月，俄羅斯成功發(fā)射了3顆格洛納斯-M全球?qū)Ш较到y(tǒng)衛(wèi)星。俄羅斯赫魯尼切夫國(guó)家航天中心發(fā)言人博布列涅夫說，3顆格洛納斯-M導(dǎo)航衛(wèi)星搭乘一枚質(zhì)子-M運(yùn)載火箭從哈薩克斯坦境內(nèi)的拜科努爾航天發(fā)射場(chǎng)升空，并順利進(jìn)入了預(yù)定軌道。

博布列涅夫表示，此次衛(wèi)星發(fā)射的目的是為了增加格洛納斯衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在軌衛(wèi)星的數(shù)量。目前，該系統(tǒng)的在軌衛(wèi)星總數(shù)為19顆，其中有16顆正常工作，另外兩顆正在臨時(shí)進(jìn)行技術(shù)維護(hù)，還有1顆即將面臨退役。

俄羅斯原計(jì)劃在2009年用兩次，共發(fā)射6顆格洛納斯全球?qū)Ш较到y(tǒng)衛(wèi)星，分別是9月和12月。原定于9月發(fā)射的衛(wèi)星因技術(shù)原因被推遲至今年發(fā)射。格洛納斯-M衛(wèi)星屬于新一代導(dǎo)航衛(wèi)星，重1415千克，在軌壽命為7年，由俄羅斯列舍特涅夫衛(wèi)星信息系統(tǒng)公司制造。

而格洛納斯全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)由俄羅斯單獨(dú)研發(fā)部署。該計(jì)劃始于上世紀(jì)70年代。這一系統(tǒng)至少需要18顆衛(wèi)星為俄全境提供衛(wèi)星定位及導(dǎo)航服務(wù)，如要提供全球服務(wù)，則需要24顆衛(wèi)星在軌工作。在俄羅斯完成該系統(tǒng)全部衛(wèi)星的部署后，其衛(wèi)星導(dǎo)航范圍可覆蓋整個(gè)地球表面和近地空間，定位精度將達(dá)到1.5米以內(nèi)。 (聶云鵬)

歐洲順利完成伽利略導(dǎo)航衛(wèi)星平臺(tái)集成測(cè)試

日前，歐空局的伽利略在軌測(cè)試衛(wèi)星的工程模板平臺(tái)集成測(cè)試工作在位于意大利首都羅馬的泰雷茲·阿萊尼亞航天中心順利完成，該平臺(tái)目前正在進(jìn)行功能測(cè)試。

此外，由英國(guó)阿斯特里厄姆公司制造的工程模板有效載荷也將于近日正式交付給歐空局。

此次測(cè)試對(duì)研發(fā)和發(fā)射首批4顆伽利略全球?qū)Ш叫l(wèi)星至關(guān)重要。整合測(cè)試的目的是為了檢驗(yàn)整體單元、次系統(tǒng)和被植入的上層系統(tǒng)的界面兼容性和準(zhǔn)確度。而功能測(cè)試的目的則是為了證明被植入的工程單元與它們最初設(shè)計(jì)的規(guī)格是否一致。

據(jù)了解，在伽利略在軌實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星上植入工程模板的目的是為了降低初次發(fā)射的4顆衛(wèi)星的設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，該模板同樣也用于排除功能測(cè)試環(huán)境和測(cè)試環(huán)節(jié)的不穩(wěn)定因素。此外，使用該模板還能夠驗(yàn)證地面電子設(shè)備界面的作用以及衛(wèi)星與地面控制中心的兼容性。

該工程模板在外觀、尺寸以及作用上與飛行模板大體相同，但該模板卻并不擁有飛行模板的全部冗余備份，這是因?yàn)楣こ棠０宓膫€(gè)體單元并不需要進(jìn)行時(shí)間跨度長(zhǎng)、耗資巨大的環(huán)境測(cè)試。

據(jù)悉，模板衛(wèi)星同樣將會(huì)在羅馬的泰雷茲·阿萊尼亞航天中心進(jìn)行系統(tǒng)集成和測(cè)試。第一次發(fā)射的時(shí)間初步定于今年年底，而第二次發(fā)射則定于2011年年初。(伽易)

俄羅斯格洛納斯導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)示意圖

日本QZSS導(dǎo)航衛(wèi)星