三問(wèn)中國(guó)北斗

中國(guó)青年報(bào)·中青在線記者 邱晨輝 通訊員 龐丹

“在哪里”“怎么過(guò)去”“多久才能到”，是日常出行繞不開的問(wèn)題，而現(xiàn)代人類的選擇，往往是將這些問(wèn)題拋給遠(yuǎn)在外太空的高科技——衛(wèi)星。過(guò)去，不少人就已經(jīng)習(xí)慣了其中一個(gè)名為GPS的美國(guó)造的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。

如今，屬于中國(guó)人的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)正大步走來(lái)。11月5日晚，北斗三號(hào)第一顆、第二顆衛(wèi)星從中國(guó)西昌成功飛天，這是北斗系統(tǒng)中全球組網(wǎng)衛(wèi)星的首發(fā)星，中國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航的全球組網(wǎng)大幕由此正式拉開。

11月5日，中國(guó)在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長(zhǎng)征三號(hào)乙運(yùn)載火箭，以“一箭雙星”方式成功發(fā)射第24顆、第25顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星，開啟北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)全球組網(wǎng)新時(shí)代。中新社發(fā) 王玉磊 攝

隨之而來(lái)的是幾個(gè)疑問(wèn)：作為給全人類提供時(shí)間坐標(biāo)和空間坐標(biāo)的基礎(chǔ)設(shè)施，中國(guó)的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)一旦建成，其性能究竟如何，能否和GPS一決雌雄？其壽命又幾何，能否供人類連續(xù)可靠地使用？此外，其兼容性如何，能否讓人們?cè)诎℅PS、北斗在內(nèi)的多個(gè)導(dǎo)航系統(tǒng)之間順利切換？中國(guó)青年報(bào)·中青在線記者就此采訪了相關(guān)專家。

精度與GPS媲美，可滿足共享單車電子圍欄的需求

按照中國(guó)航天科技集團(tuán)五院北斗三號(hào)工程副總設(shè)計(jì)師、衛(wèi)星首席總設(shè)計(jì)師謝軍的說(shuō)法，北斗三號(hào)的性能在北斗二號(hào)的基礎(chǔ)上，提升了1~2倍的定位精度，達(dá)到2.5米~5米的水平，建成后的北斗全球?qū)Ш较到y(tǒng)將為民用用戶免費(fèi)提供約10米精度的定位服務(wù)、0.2米/秒的測(cè)速服務(wù)。

“這樣的精度，將與美國(guó)GPS相媲美”，謝軍說(shuō)。他舉了個(gè)形象的例子，當(dāng)前人們使用的共享單車，就可以用高精度定位功能提供“電子圍欄”技術(shù)進(jìn)行管理。

此外，北斗三號(hào)導(dǎo)航系統(tǒng)以其高精度定位的優(yōu)勢(shì)，可以向用戶提供精密測(cè)量測(cè)繪數(shù)據(jù)，謝軍說(shuō)，“測(cè)量地震后建筑物的下沉變化，幾毫米的下沉，都逃不過(guò)北斗的‘法眼’”。

謝軍告訴記者，早在北斗二號(hào)正式提供“亞太區(qū)域”導(dǎo)航服務(wù)前，我國(guó)就開始了北斗三號(hào)“全球范圍”導(dǎo)航系統(tǒng)的論證研制工作，并在設(shè)計(jì)之初，就把目標(biāo)放在尚未發(fā)射的第三代GPS導(dǎo)航衛(wèi)星，以及歐洲伽利略導(dǎo)航系統(tǒng)的設(shè)計(jì)指標(biāo)上。

值得一提的是，如今已在軌運(yùn)行的北斗導(dǎo)航衛(wèi)星，分布在中圓軌道、地球靜止軌道和同步傾斜地球軌道上。

5日發(fā)射的北斗三號(hào)衛(wèi)星，就分布在中圓軌道，在這里的衛(wèi)星可以“游走”全球，這也是GPS等衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)使用的通用軌道。

謝軍說(shuō)，地球靜止軌道一般是通信衛(wèi)星使用，也因此，運(yùn)行于該軌道的北斗衛(wèi)星還可以發(fā)揮通信功能，具有短報(bào)文等特色功能。

“如果說(shuō)GPS只能告訴用戶什么時(shí)間、在什么地方，北斗系統(tǒng)還可以將用戶的位置信息發(fā)送出去，讓其他人可以知道用戶的情況，這在一定程度上解決了‘何人、何事、何地’的問(wèn)題”，謝軍說(shuō)，這正是中國(guó)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的一大特色，靠北斗一個(gè)終端，就可以導(dǎo)航、通信兼?zhèn)洹?/p>

壽命10年以上，每次導(dǎo)航至少4顆北斗提供服務(wù)

當(dāng)然，是設(shè)備就有“宕機(jī)”的時(shí)候。如果GPS系統(tǒng)發(fā)生故障，就好比我們被人蒙住了雙眼，無(wú)法前行——這也是我國(guó)決定建設(shè)北斗導(dǎo)航全球定位系統(tǒng)的一個(gè)重要原因。

中國(guó)航天科技集團(tuán)五院北斗三號(hào)衛(wèi)星總指揮遲軍說(shuō)，就像停水停電影響城市生活一樣，衛(wèi)星導(dǎo)航服務(wù)一旦中斷，國(guó)家和社會(huì)的正常運(yùn)行會(huì)受到很大影響，因此，對(duì)衛(wèi)星導(dǎo)航的可靠性、連續(xù)性提出了苛刻的設(shè)計(jì)要求。

遲軍說(shuō)，北斗三號(hào)衛(wèi)星的設(shè)計(jì)壽命達(dá)10年以上，這是國(guó)際導(dǎo)航衛(wèi)星的先進(jìn)水平，為衛(wèi)星在軌服務(wù)的連續(xù)性、可靠性和穩(wěn)定性提供了基礎(chǔ)保證。

按照他的說(shuō)法，作為一個(gè)系統(tǒng)工程，用戶每次享受到北斗系統(tǒng)的服務(wù)，都必須保證有至少4顆衛(wèi)星提供服務(wù)。

此外，北斗又是一個(gè)全球覆蓋的系統(tǒng)，至少需要20余顆衛(wèi)星同時(shí)提供穩(wěn)定服務(wù)，這一特點(diǎn)決定了北斗系統(tǒng)對(duì)質(zhì)量可靠性要求比單星更高，對(duì)產(chǎn)品可靠性的要求更苛刻。畢竟，北斗系統(tǒng)的最終使用者是成千上萬(wàn)的普通用戶。

遲軍說(shuō)，也因此，北斗三號(hào)在衛(wèi)星元器件的選擇上，設(shè)置了更高的門檻，其次，衛(wèi)星具有自主修復(fù)功能，采取了多種軟件、硬件措施保證服務(wù)不中斷，這些措施都將為大幅提高衛(wèi)星的可靠性提供保證。

中國(guó)航天科技集團(tuán)五院北斗三號(hào)衛(wèi)星總設(shè)計(jì)師王平也提到，北斗衛(wèi)星全球?qū)Ш较到y(tǒng)采用多重可靠性“加固”措施，希望在最大限度上增強(qiáng)系統(tǒng)的保險(xiǎn)系數(shù)。比如，系統(tǒng)建成后，“運(yùn)行衛(wèi)星數(shù)量大于服務(wù)必需衛(wèi)星數(shù)”，即衛(wèi)星有冗余；再如，每顆衛(wèi)星都配備了多臺(tái)銣原子鐘，形成“雙保險(xiǎn)”一起提供服務(wù)，即單機(jī)雙備份。

遲軍以北斗二號(hào)為例，2012年北斗二號(hào)系統(tǒng)正式對(duì)亞太地區(qū)提供服務(wù)，從運(yùn)行的連續(xù)性、定位的精準(zhǔn)性和系統(tǒng)的可用性來(lái)看，系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)良好。據(jù)他透露，“北斗全球系統(tǒng)非計(jì)劃中斷指標(biāo)為每年0.4次，這也達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平”。

不回避和其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)“競(jìng)爭(zhēng)”，為用戶提供兼容選擇

當(dāng)然，在北斗系統(tǒng)迅速建設(shè)的同時(shí)，有一個(gè)問(wèn)題無(wú)法回避，那就是該如何看待北斗和其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的關(guān)系？

放眼全球，包括美國(guó)GPS、歐洲伽利略GALILEO、俄羅斯格洛納斯GLONASS，以及中國(guó)北斗在內(nèi)的世界4大衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，爭(zhēng)奇斗艷。

遲軍說(shuō)，我國(guó)在啟動(dòng)北斗導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)之初就給了回答，即“中國(guó)的北斗，世界的北斗”——它不僅為中國(guó)人民，同樣也要為世界人民作出貢獻(xiàn)。

這并非虛言，他說(shuō)，北斗要與其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)相互兼容。具體到技術(shù)層面，即通過(guò)北斗兼容互操作技術(shù)，為用戶能在終端上接收多個(gè)信號(hào)提供了基礎(chǔ)，這就給用戶提供了多種選擇。

“北斗導(dǎo)航系統(tǒng)兼容、互操作的便利性將保證全球用戶利益的最大化。”遲軍說(shuō)。

按照他的說(shuō)法，一旦GPS、北斗、格洛納斯、伽利略等系統(tǒng)都完全建成，全世界的導(dǎo)航衛(wèi)星將達(dá)到100顆以上，這也就意味著全球用戶可以接收到更多的可用衛(wèi)星信號(hào)，實(shí)現(xiàn)各大系統(tǒng)兼容，將對(duì)全球用戶產(chǎn)生極大的好處。

他還提到，加強(qiáng)與其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)間的溝通，推動(dòng)衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)的兼容性應(yīng)用，是發(fā)展衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的重要課題。目前，我國(guó)正向航天強(qiáng)國(guó)邁進(jìn)，我國(guó)北斗導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)將以面向全球、造福全人類的姿態(tài)，為祖國(guó)、為世界建設(shè)精品工程。

今天，中國(guó)北斗的寬廣胸懷已經(jīng)敞開，等待著世界的接納。

本報(bào)西昌11月5日電

[責(zé)任編輯：楊凡、徐紅梅]

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