探秘北斗导航卫星:从最高机密到民用历时20年(图)

　　2010年11月16日，第八届中国国际航空航天博览会在广东珠海市开幕，代表“北斗导航”工程的天地一体卫星运行沙盘在展会上亮相。

　　北斗应用：近千亿元的大蛋糕

　　同世界其他大国一样，卫星导航等许多高新技术往往源于军事，最先用于国防，而最终将主要在民用领域显示其市场价值。中国北斗系统建成以后年产值可达近千亿元，但要在已经被GPS垄断的市场后来居上，则并非易事

　　美国GPS系统的研发始于1973年，而卫星导航技术引起广泛关注，则要到近二十年以后的海湾战争中。当时，美国的飞机、导弹、水面舰艇等依靠GPS这一撒手锏，发动起一场各军兵种集团作战的战争，向全世界诠释了现代战争的内涵和规则。

　　随着GPS向民用开放，它所蕴藏的巨大商机被发掘。近年来，中国的卫星导航产业发展迅速，但95%的应用都是建立在美国GPS之上。“如果一旦国际关系生变异或发生战事，殃及中美关系，美国关闭覆盖中国区域的GPS信号，后果将不堪设想。”总参谋部测绘局局长袁树友少将对《中国新闻周刊》说。

　　这早有先例可循，北斗卫星导航定位系统发起人之一、国防科工委原副主任沈荣骏院士告诉《中国新闻周刊》，1996年台湾海峡局势紧张的时候，中国军队开展了一次大规模军事演习，在关键时候，发现GPS信号忽然中断。经过专家调查分析，结论是人为造成的信号中断。

　　“他们干扰你一下，在你的上空加一颗卫星让你打不准，或者让你根本就收不到信号，这是可以做到的。”中科院院士杨元喜对《中国新闻周刊》说。他进一步指出，中国在这方面的安全隐患非常明显，“我们的电力部门用的是GPS，我们的银行体系、交通体系、电力部门、网络部门、Email用的全是GPS，只要美国人稍微做一点手脚，我们的系统就可能全部瘫痪。更不用说是战略武器，只要人家把时间稍微调整一点，我们的武器就可能同步不起来，会造成巨大失误。”

　　《中国新闻周刊》记者走访的诸多专家，几乎都强调一点：事关国家核心利益的战略部门如军事、金融、交通、电力等部门，一定要用中国自己的北斗系统。

　　军用带动民用

　　大约从2004年开始，北斗系统逐步在中国军事部门推广使用。其中一个最典型的例子，是前几年的一次反恐行动，即在喀什地区清剿一个恐怖训练营。“新疆军区领导说，他们当时靠的是两个工具，一个直升机，另一个就是北斗。那个地方地形很复杂，这两样法宝帮助他们解决了问题。”中国卫星导航应用管理中心副主任杨宝峰告诉《中国新闻周刊》。

　　据杨宝峰介绍，目前，北斗系统应用于军队武器，通过该系统提高这些武器的精度。此外，北斗还广泛应用于边防巡逻当中。“比如新疆的边防团，他们出去巡逻别的可以不带，但北斗必须带。通过北斗系统，指挥所可以随时监测掌控情况。”

　　虽然中国军队越来越多地使用北斗系统，但尚未达至“强制使用”阶段。“因为我们有些装备是从国外进口的，原来的系统就带有GPS。今后，会逐渐从限制过渡到限制、禁止。”杨宝峰说。

　　但他也指出，研发能够兼容各种系统的用户机将是一个趋势，“我们不完全排除GPS、格洛纳斯，或者伽利略在中国的应用，因为每个系统都有它本身的弱项。所以，我们计划研发一种兼容的用户机，既能接收北斗的信号，又能接收其他系统的信号，这对我们来讲也是一个非常好的应用方式。但我们也要强调独立自主性，即在GPS出问题的时候，我们的北斗不受干扰。”

　　与其他系统的应用功能相比，北斗一个最具特色的优势是它的短报文通信功能。也就是说，使用GPS可以确定自己的位置，但不能把自己的信息传达出去，而北斗系统通过独有的短信功能，可以向有关方面传达信息。“比如在战争中，通过这一功能，我们不仅知道自己的位置，还能向友邻和上级报告我们的位置和时间校准等数值。用我们测绘的语言来讲，就是时间基准和空间基准的问题，这对作战来讲是非常重要的。”总参测绘局袁树友局长说。

　　民用市场亟待拓展

　　2003年，北斗系统应用主管部门上报国务院和中央军委，建议批准北斗系统向民用领域提供服务。

　　“军队和国防应用的数量相对于系统的民用数量来讲，简直是小巫见大巫。北斗全球系统建成之后，民用将占据北斗系统用户总量的95%以上。”北斗系统总工程师孙家栋院士告诉《中国新闻周刊》。

　　据中国卫星导航应用管理中心常务副主任赵康宁介绍，目前，北斗的用户以集团用户为主。除了国防部门以外，渔政、水文测报、交通运输监控和森林防火部门是北斗的主要用户。在这些部门里，北斗系统的使用占到30%左右。

　　因为北斗的特点，尤其是其短报文通信的功能，特别得到渔政、水文监测和森林防火部门的青睐。“现在南海、东海等渔政部门主动放弃了GPS，而全部改用北斗了。为什么不用GPS呢？GPS只能告诉你所在位置的经纬度，而在海洋里，光知道经纬度意义不大，周围都是海。但如果使用北斗，如果有台风，渔政部门就可以通知所有渔民；而如果一艘孤独的渔船在茫茫大海上出现危险，也可以通过北斗发短信求助，渔政系统可以立即告诉你离你最近的渔船在什么地方，最快的救援需要多长时间等等。”赵康宁说。

　　由此可见，北斗系统的优越性在抢险救灾时尤其突出。事实上，普通百姓第一次听闻北斗系统的名字，多是在2008年汶川地震期间。当时，在基础设施损坏、通信中断的情况下，中国卫星导航应用管理中心为救援部队紧急配备了一千多台“北斗一号”终端机，实现了各点位之间、点位与指挥部之间的直线联络，为指挥救灾发挥了重要作用。赵康宁首率救灾小分队跑遍北川、绵竹，“北斗短信快报”使成千上万人获救，至今他一直感慨万千！

　　除了导航、通信以外，北斗的一个重要功能是授时。在军事领域，联合攻击炸弹之所以能够精确地打击目标，是因为其通过卫星定位和高精度授时来对目标进行多维锁定。而在民用领域，精度授时的概念则对金融和电力部门尤其重要。

　　“我打个比方：假如我们借美国2000亿美元，应该今天的零点之前还，但如果我们在零点零一秒还，一天的利息会是一个庞大的数字，差一秒即损失很多钱。”杨元喜院士如此形容精度授时的意义。

　　而在电力部门，“假如电力传输设备运行时间不同步，轻则运行设备失控，影响正常输供，重则造成整个地区电网瘫痪。”国智恒电力管理科技公司董事长吕建光告诉《中国新闻周刊》记者，“而且，由于时间不同步，很难及时排查事故原因。”

　　目前，中国电力行业接收GPS授时信号是免费的，GPS授时终端价格低廉，然而，“免费午餐”意味着美国不承诺对任何应用所产生的问题负责。2007年，曾有某省电网公司对其负责区域的电网GPS授时设备进行检查，发现设备完好率不足60%。为了解决这个问题，中国卫星导航定位应用管理中心牵头，联合相关企业自主研发了一个“北斗电力全网时间同步管理系统”，这一研究成果正在国家电力电网中推广应用。
加拿大华人网 http://www.sinoca.com/