20070414/北斗陆续升空,中国建全球卫星导航系统

多维社记者吴伟综合报导/北京时间4月14日凌晨,中国西昌卫星发射中心成功将一颗北斗导航卫星送入太空。在未来几年里,中国将陆续发射系列北斗导航卫星,计划2008年左右进行系统组网和试验,逐步扩展为全球卫星导航系统。

将陆续发射北斗导航卫星

中新社报导说,中国有关部门负责人14日表示,在未来几年里,中国将陆续发射系列北斗导航卫星,计划2008年左右满足中国及周边地区用户对卫星导航系统的需求,并进行系统组网和试验,逐步扩展为全球卫星导航系统。

当天凌晨,中国在西昌卫星发射中心用“长征三号甲”运载火箭,成功将一颗北斗导航卫星送入太空。而两个月前,中国已在西昌成功发射一颗北斗导航试验卫星。

中国这个要逐步扩展为全球卫星导航系统的北斗导航系统(COMPASS),将主要用于国家经济建设,为中国的交通运输、气象、石油、海洋、森林防火、灾害预报、通信、公安以及其他特殊行业提供高效的导航定位服务。

据悉,建设中的中国北斗导航系统(COMPASS)空间段计划由5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成,提供两种服务方式,即开放服务和授权服务。卫星导航系统为人类带来了巨大的社会和经济效益,目前世界上只有少数几个国家能够自主研制生产卫星导航系统,正在运行的有美国的GPS系统和俄罗斯的GLONASS系统,欧洲的伽利略全球卫星定位计划也在紧锣密鼓地进行当中。

未来20年三项重要课题

中国科学院科技政策与管理科学研究所3月1日公布,全球导航定位技术、空间遥感技术和空间通信技术将成为未来20年中国空间技术领域最重要的三项课题。中科院政策与管理所研究人员就“中国未来20年空间技术预见研究”展开大规模德尔菲调查,通过分析调查结果,认为中国未来20年在空间技术领域应着力研究这三大课题。

中科院政策与管理所所长穆荣平说,中国未来全球导航定位技术的发展重点是开发中国自主的全球导航定位系统,提高对地观测精度。穆荣平说,未来中国在空间遥感领域应围绕提高对地观测精度,在超高分辨率对地观测技术、基于小卫星编队飞行与虚拟卫星的对地观测技术、2.5厘米空间碎片天基监视技术等方向进行重点研究。

穆荣平说,未来一段时间,中国空间通信技术的重要发展方向主要包括自由空间光通信技术、超导器件在空间通信中的应用、星载智能天线技术、纳米通信器件技术等。新华社称,调查结果显示,制约中国空间科技发展的主要因素依次为经费投入、人力资源和基础设施。

“北斗”全球卫星导航系统

中国《国际航空》杂志介绍说,进化的中国“北斗”系统中国先后在2000年10月31日、2000年12月21日和2003年5月5日发射了3颗“北斗”静止轨道试验导航卫星,组成了“北斗”区域导航系统(注:又称为“北斗1代”卫星导航系统)。该系统具备在中国及其周边地区范围内的定位、授时、报文和GPS广域差分功能。但由于该系统用户无法保持无线电静默,也无法在高速移动的平台上使用,“北斗1代”系统不能用于军事用途。

随着应用领域的日益扩大,中国卫星导航定位的市场规模从2000年的不到10亿元增长到了2005年的120亿元。在此背景下,中国已经开始建设自己的“北斗”全球卫星导航系统(北斗2代)。

“北斗”全球卫星导航系统的空间段由5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成,可提供开放服务和授权服务两种服务方式。开放服务是在服务区免费提供定位、测速和授时服务,定位精度为10米,授时精度为50纳秒,测速精度0.2米/秒。授权服务是向授权用户提供更安全的定位、测速、授时和通信服务以及系统完好性信息。按照计划,中国将在2007年初发射两颗静止轨道导航卫星,2008年末发射首颗非静止轨道卫星,逐步将服务区域从中国及周边地区扩展到全球。

“北斗”全球卫星导航系统建成后,中国军队也将拥有自主的全球卫星导航手段,车辆、单兵、舰船乃至高速移动的飞机和导弹都可以应用。可以预见,“北斗”将成为一个具有重大战略意义的兵力倍增器。

美国的新一代GPS卫星

新一代美国GPS卫星登场在上述国家的同类系统建成和完善之前,美国凭借着雄厚的国家实力运行着的目前世界上最为成熟和完好的全球卫星导航系统——GPS系统,由30颗(4颗为备份星)在轨卫星组成。早期GPS系统对民用信号的定位精度进行了人为限制,只有100米左右,但随着2000年后取消这一限制,目前GPS可以提供的民用信号定位精度为10米左右。随着可提供1米级民用定位精度的“伽利略”系统在未来的投入使用,GPS系统可能被迫进一步开放民用信号的定位精度限制。

GPS卫星已经发展了两代,目前最新的型号为GPS IIR-M和GPS IIF,分别由洛克希德·马丁公司和波音公司制造。GPS IIR-M卫星已经成功发射了3颗。这种卫星采用了改进的天线,可以提供更大的信号功率,以便于地面接收机接收信号。

另外,GPS IIR-M除了可以广播以前的军民用信号外,还增加了两种新的军用信号和第二种民用信号。新的两种军用信号提高了定位精度,并增强了抗干扰能力;第二种民用信号则采用了与第一种不同的频率,可以消除地球电离层引起的导航误差。更新的GPS IIF卫星尚在测试之中,预计在2008年5月发射。GPS IIF将进一步提高定位精度和抗干扰能力,并增加第三种用于民航运输业的民用信号。

中国向美国GPS发起挑战

韩国《朝鲜日报》指出,中国在2月3日利用“长征三号甲”运载火箭成功将第四颗北斗导航试验卫星送入太空,从而对实际上一直垄断卫星导航系统GPS(全球定位系统)的美国发起挑战。

人们作为一般名词经常想到的GPS实际上是指美国从1994年开始运用的卫星导航系统。但是,如果突然限制使用GPS,国家主要功能可能会立即陷入瘫痪状态。航空大学教授张泳根说:“美国可以选择性地在特定地区的卫星信号中使用扰频器(对信号内容进行加密,使其无法接收),这一事实已经在伊拉克战争中得到确认。”

因此,中国根据独立的卫星导航系统“北斗计划”,从2000年到现在共发射了4颗卫星。2月3日零时28分,在四川省西昌卫星发射中心发射的“北斗”也安全进入了预定轨道。

中国的目标是,在2008年之前构建能够在整个亚洲范围内使用的系统,并最终向太空发射35颗卫星,覆盖全世界。欧盟主导的伽利略系统的目标是,耗资30亿欧元,共发射30颗卫星。包括韩国、中国在内,日本、阿根廷、澳大利亚、俄罗斯等国也在参与该计划。当初的完成目标是2008年,但由于技术等问题,延长到了2011年。中国也向伽利略计划投资了296万美元。

俄罗斯从苏联时期的1976年就开始推进和美国GPS相抗衡的“格洛纳斯”系统,但随着20世纪90年代初期陷入经济危机,计划被迫中断,只运营了一半,也就是16颗卫星。

美国国防部高度紧张

美国正在开发的导弹防御系统必须基于GPS。中国的北斗计划不断令西方世界感到紧张的原因也是用于军事方面的可能性。美国国防部在去年制定的中国军事力量分析报告中指出:“北斗系统最适合部队、船舶和缓慢移动的运输方式,能使领导层安全地收发命令。”

英国《金融时报》报导说:“更加精确的卫星导航系统是中国军队非常重要的资产。战争爆发时,敌人很难扰乱北斗系统。”

四大定位系统各有千秋

明报/美国全球定位系统(GPS)、欧洲“伽利略”、俄罗斯“格洛纳斯”(GLONASS)和中国北斗卫星导航四大定位系统,各有千秋。

美国的GPS包括绕地球运行的24颗卫星,它们均匀地分布在6个轨道上。GPS是一个接收型的定位系统,只转播信号,用户接收就可以定位,不受容量的限制。而中国的“北斗”系统是双向的,既有定位又有通讯的系统,但是有容量限制。欧洲“伽利略”系统的卫星数量多达30颗,据称最高精度比美国GPS高10倍。俄罗斯在去年底发射了3颗“格洛纳斯—M”卫星。该系统将于今年底之前运作,届时只开放俄罗斯境内卫星定位及导航服务,2009年底前其服务范围将拓展到全球。格洛纳斯系统的卫星较GPS具有更强的抗干扰能力。

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