專家：北鬥一代不宜用於作戰 二代將達到GPS水準

日前，中國航天科技集團公司宇航部部長趙小津對外公布，中國將在今年和明年兩年發射10顆左右的導航衛星，預計在2015年建成由30多顆衛星組成的，覆蓋全球的“北鬥二號”衛星導航定位係統。

“‘北鬥二號’就是國產的GPS，隻要現在GPS應用的地方，我們的‘北鬥二號’就能應用。”中國全球定位係統技術應用協會谘詢中心主任曹衝研究員對《北京科技報》說。

全球衛星定位係統是一種結合衛星和通訊發展技術，利用導航衛星為使用者提供測時和測距服務。它包括繞地球運行的多顆衛星，能連續發射一定頻率的無線電信號。隻要持有便攜式信號接收儀，無論身處陸地、海上還是空中，都能收到衛星發出的特定信號。接收儀中的電腦選取幾顆衛星發出的信號進行分析，就能確定接收儀持有者的位置。

除此之外，全球衛星定位係統還具有其他多種用途，如科學家可以用它來監測地殼的微小移動從而幫助預報地震；測繪人員利用它來確定地麵邊界；汽車司機在迷路時通過它能找到方向；軍隊依靠它來保證正確的前進路線等。

目前，在全球衛星定位係統方麵，有美國的GPS係統、歐盟的伽利略係統、俄羅斯的“格洛納斯”係統和中國即將建立的“北鬥二號”係統，使用範圍最廣的就是美國的GPS全球定位係統。

曹衝研究員介紹說，美國的GPS係統，由30顆（4顆為備份星）在軌衛星組成。它們均勻地分布在6個軌道上。GPS是一個接收型的定位係統，隻轉播信號，用戶接收就可以定位，不受容量的限製。早期GPS係統對民用信號的定位精度進行了人為限製，隻有100米左右，但隨著2000年後取消這一限製，目前GPS可以提供的民用信號定位精度為10米左右。

麵對這種居高臨下的強勢，包括俄、歐、中、印在內的世界主要科技體選擇了獨立發展、聯合生存的道路。其中，歐盟主導的伽利略係統的目標是，耗資30億歐元，共發射30顆衛星，據稱最高精度比美國GPS高10倍。包括韓國、中國在內，日本、阿根廷、澳大利亞、俄羅斯等國也在參與該計劃。當初的完成目標是2008年，但由於資金和技術方麵等問題，延長到了2011年。

俄羅斯從前蘇聯時期的1976年就開始推進和美國GPS相抗衡的“格洛納斯”係統，但隨著20世紀90年代初期陷入經濟危機，計劃被迫中斷，隻運營了一半，也就是16顆衛星。

曹衝研究員介紹說，我國的“北鬥二號”全球衛星導航定位係統是建立在“北鬥一號”區域衛星導航係統基礎上的。中國先後在2000年10月31日、2000年12月21日和2003年5月5日發射了3顆“北鬥”靜止軌道試驗導航衛星，組成了“北鬥”區域衛星導航係統。該係統具備在中國及其周邊地區範圍內的定位、授時、報文和GPS功能。但由於該係統用戶無法保持無線電靜默，也無法在高速移動的平台上使用，“北鬥一號”係統不能用於軍事用途。

中國的“北鬥一號”係統，與美國和俄羅斯的全球導航衛星尚有較大的差距。“北鬥一號”定位係統隻能覆蓋中國和周邊一些國家和地區，是區域性而不是全球性的，它隻是在亞太地區。美國和俄羅斯的導航衛星則是全球性的。

“所以，這次執行索馬裏護航任務的中國海軍不可能使用‘北鬥一號’衛星定位係統。”曹衝研究員說。

另外，“北鬥一號”係統是在地球同步軌道上運行，也就是說在離地球3.6萬公裏的高度上運行。而美國和俄羅斯的導航衛星則是在幾百公裏到上千公裏的低軌道運行。

“北鬥一號”係統在導航方式上也與美俄的全球定位衛星有一定的差距。“北鬥一號”屬於主動式的。就是說，“北鬥一號”是用戶先發射需要定位的信號，通過衛星轉發至地麵控製中心，地麵控製中心解算出位置後再通過衛星轉發給用戶；而GPS和“格洛納斯”係統隻需要接收4個衛星的位置信息，由自己解算出三維坐標。這是由於“北鬥一號”本身是兩維導航係統，僅靠兩顆星的觀測量尚不能定位，觀測量的取得及定位解算均需在地麵中心站進行。

曹衝研究員說，即使“北鬥一號”係統存在許多缺點，但在去年發生的汶川地震中也大顯身手。當時通訊中斷的情況下，攜帶“北鬥一號”係統接收機的救援部隊，還是按指定時間到達了災區。

另外，“北鬥一號”還可以提供用戶的雙向通訊功能，用戶與用戶、用戶與中心控製係統間均可實現雙向簡短數字報文通信。通過“北鬥”係統，用戶一次最多可以傳輸120個字符。“汶川地震發生以後的幾天內，‘北鬥’係統是災區和外界聯係的唯一途徑。”曹衝研究員說。

針對“北鬥一號”係統的眾多缺點，一些西方防務專家認為，中國的“北鬥一號”係統的功能還是有限的，它的地域有限，而且它的速度較慢，因為需要導航的車輛或飛機首先發出一個信號才能接收到自己位置的信號。還有，在軍事用途上，“北鬥一號”係統比較危險，因為一個軍事單位或是一件武器要想確切知道自己的位置，首先要向北鬥衛星發信號。而一發信號，就容易被對方判斷出自己的位置，因而暴露了自己。

曹衝研究員說，中國即將建立的“北鬥二號”全球衛星定位係統無論是導航方式，還是覆蓋範圍上都和美國的GPS非常類似，而且有著GPS和“格洛納斯”係統無法比擬的獨特優勢。“北鬥二號”係統主要有三大功能:快速定位，為服務區域內的用戶提供全天候、實時定位服務，定位精度與GPS民用定位精度相當；短報文通信，一次可傳送多達120個漢字的信息；精密授時，精度達20納秒。

在中國市場上，目前全球衛星定位係統的民用最集中體現在車載導航儀器上，GPS車載導航儀器占據了很大的市場。一台普通GPS車載導航儀器甚至買到800元。在費用方麵，為了競爭，GPS提供免費服務。

那麽，在國產的GPS——“北鬥二號”投入使用後，會不會取代GPS呢？曹衝研究員的答案是否定的。“‘北鬥二號’和GPS以後將形成競爭，對於普通消費者來說是一個好消息，另外，中國的‘北鬥二號’車載導航儀將兼容GPS，這樣，使用者將非常方便。”曹衝研究員說。



2009年03月        北京科技報