已成“國(guó)之重器” 四年內(nèi)具有全球服務(wù)能力

　　2016年6月12日，第二十三顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星發(fā)射成功。如今，北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的服務(wù)覆蓋了全球1/3的陸地，使亞太地區(qū)40億人口受益，其精度也與GPS相當(dāng)。北斗導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)總設(shè)計(jì)師謝軍在接受記者采訪時(shí)表示，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)有無(wú)盡的潛力，隨著北斗系統(tǒng)2020年具有全球服務(wù)能力，其在開(kāi)發(fā)與應(yīng)用中將發(fā)揮更大的效益。“北斗是中國(guó)的北斗，更是世界的北斗。”在某種程度上，可以說(shuō)北斗系統(tǒng)是中國(guó)在世界科技競(jìng)爭(zhēng)中最具競(jìng)爭(zhēng)力的代表。它同時(shí)也是“中國(guó)造”的品牌代言人。

　　文 廣州日?qǐng)?bào)記者肖歡歡

　　2020年服務(wù)全球

　　記者：北斗導(dǎo)航的原理是什么？

　　謝軍：熟悉GPS的人都知道，衛(wèi)星導(dǎo)航實(shí)際上是通過(guò)測(cè)量衛(wèi)星和地面站之間的距離以及確定它們之間的時(shí)鐘關(guān)系，來(lái)明確衛(wèi)星的位置信息。在已知衛(wèi)星的位置和時(shí)間信息之后，地面用戶同時(shí)接收到四顆衛(wèi)星的導(dǎo)航信號(hào)之后就可以解算出自己的位置，這就是衛(wèi)星導(dǎo)航定位的原理。

　　記者：之前第八顆衛(wèi)星發(fā)射成功后就可以導(dǎo)航定位，后來(lái)為何還要發(fā)射那么多衛(wèi)星?

　　謝軍：從導(dǎo)航衛(wèi)星星座設(shè)計(jì)來(lái)講，主要考慮四個(gè)因素：覆蓋范圍、可用性、完好性、連續(xù)性。第八顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星入軌后，從原理上來(lái)講，可實(shí)現(xiàn)全天24小時(shí)對(duì)區(qū)域范圍提供連續(xù)、穩(wěn)定的服務(wù)能力。但為了提高整個(gè)星座的穩(wěn)定性，需要增加一些衛(wèi)星，這樣可使用戶在同一時(shí)間內(nèi)接收到更多的衛(wèi)星信號(hào)，能夠更方便地計(jì)算出來(lái)自己的位置。另外，增加衛(wèi)星數(shù)量還能提高終端用戶導(dǎo)航定位的精度。

　　記者：導(dǎo)航系統(tǒng)的定位精度取決于哪些因素?

　　謝軍：定位精度是導(dǎo)航系統(tǒng)里最重要的一項(xiàng)指標(biāo)。定位精度與導(dǎo)航衛(wèi)星、地面運(yùn)控、用戶終端都有密切關(guān)系。從技術(shù)上來(lái)講，這幾部分都存在著測(cè)量誤差和時(shí)鐘誤差，而且還有星歷誤差，大氣層、電離層影響，這些都是影響定位精度的重要因素。如果這些誤差修正得好，用戶機(jī)的定位精度就高。當(dāng)然，用戶機(jī)的工作環(huán)境可能存在干擾，這也會(huì)影響定位精度。還有就是衛(wèi)星星座的幾何構(gòu)型，構(gòu)型好對(duì)提高定位精度也是很重要的。

　　記者：我們的北斗導(dǎo)航系統(tǒng)“三步走”戰(zhàn)略如今進(jìn)展如何？

　　謝軍：北斗導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)計(jì)的整體思路是先區(qū)域、后全球。采取“三步走”的發(fā)展戰(zhàn)略。第一步，建立北斗衛(wèi)星雙星定位試驗(yàn)系統(tǒng)，形成區(qū)域有源定位與導(dǎo)航服務(wù)能力;第二步，完成三種軌道十余顆衛(wèi)星的發(fā)射，建成區(qū)域?qū)Ш较到y(tǒng)，形成區(qū)域無(wú)源服務(wù)能力，向亞太地區(qū)提供定位、導(dǎo)航、授時(shí)以及短報(bào)文通信服務(wù);第三步，建成由5顆靜止軌道衛(wèi)星和30顆非靜止軌道衛(wèi)星組成的覆蓋全球的北斗全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，形成全球無(wú)源定位服務(wù)能力。

　　2012年，北斗衛(wèi)星區(qū)域?qū)Ш较到y(tǒng)迎來(lái)從第十一顆到第十五顆5星密集發(fā)射期，其中，第十二、第十三顆衛(wèi)星以及第十四、第十五顆衛(wèi)星均為一箭雙星發(fā)射。2012年10月25日，第十六顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星成功發(fā)射，北斗衛(wèi)星區(qū)域?qū)Ш较到y(tǒng)完成了所有衛(wèi)星發(fā)射任務(wù)。至此，北斗衛(wèi)星區(qū)域?qū)Ш较到y(tǒng)空間段由分布在不同軌道的14顆衛(wèi)星組成星座，即5顆地球靜止軌道衛(wèi)星、5顆傾斜地球同步軌道衛(wèi)星和4顆中軌道衛(wèi)星。中國(guó)全面完成區(qū)域?qū)Ш较到y(tǒng)建設(shè)，形成覆蓋亞太大部分地區(qū)的服務(wù)能力。

　　目前，前兩步已實(shí)現(xiàn)，中國(guó)成為世界上第四個(gè)擁有自主衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)的國(guó)家。中國(guó)最新發(fā)射的兩顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星與此前的北斗衛(wèi)星相比有了重大突破，部件國(guó)產(chǎn)化率提高到98%，其“心臟”“慧腦”“鐵骨”等關(guān)鍵器部件全部為國(guó)產(chǎn)。到2020年，將完成35顆衛(wèi)星發(fā)射組網(wǎng)，為全球用戶提供服務(wù)?！　”倍穼?dǎo)航精度與GPS相當(dāng)　　記者：你之前也談到，我們的北斗導(dǎo)航系統(tǒng)提供的既有有源定位，也有無(wú)源定位，這是我們的一個(gè)特色？

　　謝軍：GPS現(xiàn)在所提供的服務(wù)叫無(wú)源定位。意思是，用戶可以不用發(fā)射任何信號(hào)，就可以免費(fèi)接收衛(wèi)星的信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)自己位置的定位。北斗系統(tǒng)提供的是兩種服務(wù)，一種就是跟GPS相同的，在區(qū)域范圍內(nèi)可以讓用戶免費(fèi)的直接接收衛(wèi)星信號(hào)，實(shí)現(xiàn)定位。另一種是有源定位，用戶可以把自己的位置報(bào)告給其他的網(wǎng)絡(luò)或指揮控制中心，最終實(shí)現(xiàn)定位。有源定位在調(diào)度系統(tǒng)以及指揮系統(tǒng)上應(yīng)用是非常廣泛的，它能實(shí)現(xiàn)地面快速定位，相關(guān)應(yīng)用產(chǎn)業(yè)的指揮調(diào)度將變得更加容易，打個(gè)比方，就跟公共汽車的調(diào)度室一樣，你的位置我們能馬上知道，過(guò)去你那里多長(zhǎng)時(shí)間也算得到。這種有源定位是北斗的特色，從衛(wèi)星導(dǎo)航發(fā)展的趨勢(shì)上來(lái)講，也是我們應(yīng)該堅(jiān)持的。北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的目標(biāo)之一就是在2020年建成有源導(dǎo)航定位、短報(bào)文功能。這是目前GPS等沒(méi)有的功能。短報(bào)文功能，是衛(wèi)星定位終端和北斗衛(wèi)星或北斗地面服務(wù)站之間能夠直接通過(guò)衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行雙向的信息傳遞，GPS只能單向傳遞。與第一代雙星系統(tǒng)相比，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)開(kāi)始呈現(xiàn)出更多特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)。

　　記者：我們的北斗導(dǎo)航系統(tǒng)衛(wèi)星為何比GPS還多？

　　謝軍：相比美國(guó)GPS系統(tǒng)擁有的24顆衛(wèi)星，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)要多出11顆衛(wèi)星。因?yàn)樗煽臻g段、地面段和用戶段三部分組成，空間段包括5顆靜止軌道衛(wèi)星和 30顆非靜止軌道衛(wèi)星。地面段包括主控站、注入站和監(jiān)測(cè)站等若干個(gè)地面站，用戶段包括北斗用戶終端以及與其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)兼容的終端。我們的衛(wèi)星比GPS多，是因?yàn)閮蓚€(gè)系統(tǒng)的星座設(shè)計(jì)不同。