专家预测未来卫星导航系统领域是“四分天下”

卫星导航系统。

　　新闻背景

　　据俄罗斯联邦航天署网站介绍，俄计划今年发射9颗GLONASS全球导航系统的卫星。预计到今年年底，GLONASS系统在轨卫星的总数将达到24颗，即除了每个轨道面上平均分布7颗工作卫星外，各轨道面上再增加1颗在轨备用卫星，其信号范围将从覆盖俄罗斯全境扩大到覆盖全球。此举可使GLONASS卫星导航系统判读地面精度比以往提高30-40%，导航信号的精度也随之提高近2倍。届时，GLONASS系统与美国的GPS系统之间的竞争，将更加激烈。

　　“北极熊”要抢的“奶酪”

　　全球通讯、航天、探矿、救援、国防安全等领域，都离不开卫星导航系统。上世纪80年代，这个领域一直是由美国GPS系统垄断。俄罗斯不甘心看到如此大的一块“奶酪”让美国一家独享，为了维护自己的战略利益，“北极熊”开始积极研发本国的卫星导航系统。

　　GLONASS是由俄罗斯单独研发部署的卫星导航系统，该项目启动于上世纪70年代，这一系统至少需要18颗卫星为俄全境提供卫星定位及导航服务，如要提供全球服务，则需要24颗卫星在轨工作。GLONASS系统完成全部卫星的部署后，其卫星导航范围可覆盖整个地球表面和近地空间，定位精度将达到1.5米之内!

　　1.5米，这意味着俄军的精确制导打击能力，将进入一个可怕的“点穴”时代。形象一点说，就是空军战机可以在几十公里甚至更远的距离上对地面一辆高速行驶的汽车进行精确定位，并发射导弹将其摧毁;海军舰艇可在水下几百米的深度发射战略核武器，利用GLONASS系统的定位坐标，精准打击对手的战略要点(战略核武器攻击的精度误差一般在500米左右)。

　　目前，俄GLONASS卫星导航系统拥有工作卫星21颗，分布在3个轨道平面上，同时还有3颗备份卫星。每颗卫星都在1.91万公里高的轨道上运行，周期为11小时15分。GLONASS系统一直处于降效运行状态，现只有8颗卫星能够正常工作，其精度要比美国GPS系统低。近年来，俄罗斯积极着手对 GLONASS进行技术改造。不久前，他们刚发射了3颗新型“旋风”卫星。该卫星的设计寿命将为7～8年(现行卫星寿命为3年)，具有更好的技术性能。

　　尽管GLONASS与GPS同为全球卫星导航系统，但彼此有许多不同之处。GLONASS定位的精准度，和GPS相比有一定差距，但其具有更强的抗干扰能力。由于坐标和时间上的使用标准不同，GLONASS虽在国际通用上有其局限性，但在至关战略存亡的安全重要性上，此设计避免了战时自己卫星信号被敌干扰。

　　从“两强对抗”到“四分天下”

　　全球卫星导航系统，被称作“人类在太空里的眼睛”，哪个国家拥有这双“眼睛”，就好比掌握了太空战制胜的“王牌”。军事需要和不可小觑的商业利益，使世界各国在这一领域的竞争日趋激烈。

　　目前，世界上仅有4套卫星导航系统处于工作或研制状态，即美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、欧洲的“伽利略”以及我国的“北斗”。

　　GPS是美国历时20多年，耗资200多亿美元建立起来的卫星导航系统，其功能目前最为完备。为了防范“某些国家”利用该系统威胁美国，GPS系统对外国只提供低精度的卫星导航信号。一旦发生威胁自身安全的军事冲突，美国会马上切断卫星导航服务。为了不让美国牵着鼻子走，欧盟在上个世纪90年代末决定：在太空中安置属于自己的“眼睛”——“伽利略”系统。

　　欧盟“伽利略”系统2002年正式启动，目标是建成覆盖全球的卫星导航系统，既可以为公众提供基本信号，也可以为政府提供高度保密的信号，从而打破美国在这一领域的垄断。欧盟将为整个计划投入42亿多美元，总共发射30颗卫星。据专家介绍，一旦30颗卫星全部在轨运行，精确度将比GPS系统更高。

　　欧盟方面称，“伽利略”计划将严格遵守“仅限于民用”的原则。系统的首颗卫星是用俄罗斯的“联盟”号运载火箭推上了太空。作为“伽利略”计划的首个非欧盟合作伙伴，我国承诺向该计划投资2亿欧元。

　　作为国家安全和经济社会的核心基础设施，卫星导航系统决不能依赖于他国系统。我国于1994年开始自行研制国产卫星定位系统——“北斗”。据专家介绍，我国卫星导航系统建设分为三步走。第一步，北斗一号系统，已于2003年建成并投入运营;第二步，北斗二号区域系统，于2004年启动，预计2012年建成;第三步，覆盖全球、高精度的北斗二号全球系统，预计2020年建成。

　　北斗一号系统已连续稳定运行了6年多，在部队巡逻、作战指挥、训练演习、抢险救灾等军事活动中发挥了重要作用。特别是2008年汶川抗震救灾，北斗一号系统发挥了其独特的技术优势。今年1月17日，随着第3颗卫星成功发射，北斗二号卫星导航系统进入加速组网阶段。

　　军事专家预测，未来的卫星导航系统领域，在不远的将来会是“四分天下”。不过，我们应清醒认识到：与其他国家相比，“北斗”卫星导航系统还有很长的路要走，唯有保持其自身特长的同时，尽快完善坐标精准定位和提高抗干扰能力，才能在激烈的竞争中立于不败之地。

　谁能掌握卫星导航优势，谁就掌握了战争主动权

　　在国防领域，卫星导航系统已成为建设信息化军队、打赢信息化战争的重要基础和保证，在联合作战、战场态势感知、精确打击、情报侦察等方面发挥着不可替代的重要作用。现代战场上，卫星导航系统被广泛装备于作战车辆、舰艇、飞机，使用级别甚至可以到连、排乃至单兵，已成为战斗力的有机组成部分和作战效能的倍增器。

　　美国《军事评论》杂志曾直言不讳地说：“谁能掌握卫星导航优势，谁就掌握了战争主动权。”近10年里，美国之所以能以极小代价打赢多场局部战争，GPS支持的作战平台和制导武器发挥了巨大作用，难怪一些美军将领发出了“没有GPS，我们根本无法作战”的感慨。

　　不夸张地说，无论是天、空、地联合作战的指挥控制还是精确打击武器的制导和引导，现代战争完全离不开战场上的“指北针”——卫星导航系统的支持。如何增强卫星导航系统的精准度和防止敌方干扰，是世界各国下一步要深入研究的重要课题。

　　为确保领先地位，美国正计划对GPS进行有史以来最大规模的技术升级。升级后的美军第3代全球定位系统传输量是现行系统的500倍，而抗干扰能力也将大大加强。为了应对未来更加复杂的战场环境，欧盟各国都在抓紧设计试验新一代定位导航卫星，定位精度将达到“米”级别。

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　　美国GPS：是一个接收型定位系统，只转播信号，用户接收就可定位，不受容量限制。整套系统包括绕地球运行的24颗卫星，每颗卫星能连续发射一定频率的无线电信号，只要持有便携式信号接收仪，无论身处陆地、海上还是空中都能收到卫星发出的特定信号。接收仪中的电脑只要选取4颗或4颗以上卫星发出的信号进行分析，就能确定接收仪持有者的所在位置。GPS除了导航外还有其他多种用途，如科学家可以用它来监测地壳的微小移动从而帮助预报地震等。但GPS系统也存在技术弱点。由于每颗卫星信号频率和调制方式相同，不同卫星信号靠不同伪码区分，加上从卫星反馈到地面的GPS信号很弱，如果对方施加干扰，很可能使地面接收设备无法正常工作，导致导航精度降低。

　　俄罗斯GLONASS：与GPS工作原理基本相同。差别在于： GLONASS的卫星分布在3条轨道上，较适用于高纬度用户，而GPS的卫星分布在6条轨道上，对中低纬度用户比较便利。GLONASS的单点定位精度水平方向为16米，垂直方向25米。与GPS相比，GLONASS在定位精度、隐蔽性等方面处于下风。其民用单点定位精度(30米)与GPS差约20米;与“伽利略”系统(民用信号精度1米)差距更大。但其抗干扰性明显强于其他系统，由于GLONASS的卫星靠频率不同来区分，更注重对高纬度地区的覆盖，因此能有效防止整个卫星导航系统被对手干扰。

　　欧盟“伽利略”：是欧盟计划建设的新一代民用全球卫星导航系统。按照规划，“伽利略”计划将耗资约27亿美元，系统由30颗卫星组成。卫星采用中等地球轨道，均匀地分布在高度约为2.3万公里的3个轨道面上，系统包括27颗工作星，另加3颗备份卫星。系统的典型功能是信号中继，即向用户接收机的数据传输是通过一种特殊的联系方式或其他系统的中继来实现，例如通过移动通信网来实现。“伽利略”接收机不仅可以接受本系统信号，而且可以接受GPS、GLONASS这两大系统的信号，并且具有导航功能与移动电话功能相结合、与其他导航系统相结合的优越性能。

整理：洪麓丰