2010年1月17日凌晨，北斗二號衛(wèi)星導航系統(tǒng)的第三顆衛(wèi)星成功發(fā)射。此前，第一、二顆北斗二號衛(wèi)星分別于2007年4月和2009年4月發(fā)射。衛(wèi)星發(fā)射間隔越來越短，預示著北斗二號進入了加速組網(wǎng)階段。

　　衛(wèi)星導航系統(tǒng)是一種以衛(wèi)星為導航臺的無線電導航系統(tǒng)，除了能夠提供眾人熟知的米級的高精度位置信息外，還能夠為用戶提供優(yōu)于0.1米／秒的高精度速度信息和優(yōu)于50納秒的高精度時間信息。普通用戶只需要一次性付出幾百元人民幣購買一臺衛(wèi)星導航終端，就可以在任意時間、任意可接收衛(wèi)星信號的地點免費獲得自身的位置、速度和時間等信息。

　　由于眾多突出優(yōu)點，衛(wèi)星導航已成為實現(xiàn)高精度、全天時、全天候、陸�？仗煲惑w、導航定位授時的最佳手段，廣泛應(yīng)用于經(jīng)濟社會和國防安全的各個領(lǐng)域。

　　在經(jīng)濟領(lǐng)域，衛(wèi)星導航為通信、電力、金融等國家經(jīng)濟基礎(chǔ)行業(yè)提供低成本、高精度的時間同步，為交通運輸、商業(yè)物流、建筑工程、漁業(yè)生產(chǎn)、礦藏開發(fā)、資源普查、災害監(jiān)測、公共安全、生命救助、個人移動電話定位、競技體育等各行各業(yè)提供高精度定位、測速服務(wù)。衛(wèi)星導航已成為繼移動通信和互聯(lián)網(wǎng)之后信息產(chǎn)業(yè)第三個重要的經(jīng)濟增長點。

　　在國防領(lǐng)域，衛(wèi)星導航已成為建設(shè)信息化軍隊、打贏信息化戰(zhàn)爭的重要基礎(chǔ)和保證，在聯(lián)合作戰(zhàn)指揮、戰(zhàn)場態(tài)勢感知、軍事載體及人員引導與定位、精確打擊、情報偵察、戰(zhàn)場目標屬性識別等方面發(fā)揮著重要作用。衛(wèi)星導航已成為軍事戰(zhàn)斗力的有機組成部分和作戰(zhàn)效能倍增器。

　　今后20年衛(wèi)星導航發(fā)展的趨勢

　　在目前GPS系統(tǒng)取得了廣泛而成功應(yīng)用的基礎(chǔ)上，美國于1999年提出了GPS現(xiàn)代化計劃，對GPS進行全面改進。其改進的動力來源于導航戰(zhàn)能力嚴重不足、應(yīng)用需求不斷提高和多個衛(wèi)星導航系統(tǒng)之間的競爭加劇。其中提升導航戰(zhàn)能力是最主要和最根本的出發(fā)點。此后，意在全面恢復和提升GLONASS的GLONASS優(yōu)先發(fā)展計劃、建設(shè)中的Galileo等，均提出了與GPS現(xiàn)代化計劃相似的發(fā)展目標。上述改進或建設(shè)中的衛(wèi)星導航系統(tǒng)代表了今后20年衛(wèi)星導航發(fā)展的趨勢，它們的主要技術(shù)特點包括：

　　首先，系統(tǒng)性能進一步提升。提升的主要目標包括提高定位授時精度、提升弱信號接收能力、增強完好性等。

　　其次，導航戰(zhàn)能力大幅度增強。1997年,美軍針對GPS在使用過程中會受敵方干擾的情況，最早提出了導航戰(zhàn)概念，即“在復雜電子環(huán)境中，使己方部隊有效地利用衛(wèi)星導航系統(tǒng)，同時阻止對方使用該系統(tǒng)”。美軍的這一理論是在單一的GPS導航系統(tǒng)背景下提出的，在多系統(tǒng)并存的背景下，導航戰(zhàn)的概念和理論體系也在不斷深化。

　　最后，在國家PNT體系結(jié)構(gòu)的框架下發(fā)展衛(wèi)星導航系統(tǒng)。為解決目前導航手段眾多但缺乏一體化定位導航授時(PNT)體系結(jié)構(gòu)指導的問題，美國國防部和運輸部于2006年聯(lián)合發(fā)起了一項國家PNT體系結(jié)構(gòu)研究。該項研究的目的是制定一個全面的國家層面的PNT體系結(jié)構(gòu)，到2025年前后為美國提供更加有效和高效的PNT能力，并為現(xiàn)存的各種導航系統(tǒng)和服務(wù)探索一條漸進的發(fā)展道路。

　　這一研究體現(xiàn)出，美國已開始從高于衛(wèi)星導航系統(tǒng)的角度綜合考慮所有可能的PNT手段，并從整體優(yōu)化的角度規(guī)劃美國的國家PNT體系結(jié)構(gòu)。這是衛(wèi)星導航發(fā)展到一定階段的必然要求，將對衛(wèi)星導航系統(tǒng)的發(fā)展產(chǎn)生積極的作用。

　　北斗二號系統(tǒng)擁有自己的亮點

　　衛(wèi)星導航系統(tǒng)作為國家安全與經(jīng)濟社會的核心基礎(chǔ)設(shè)施，決不能依賴國外系統(tǒng)。我國衛(wèi)星導航系統(tǒng)的建設(shè)分了三步走。第一步，北斗一號系統(tǒng)，已于2003年建成并投入運營；第二步，北斗二號區(qū)域系統(tǒng)，于2004年啟動，預計2012年建成；第三步，覆蓋全球、高精度的北斗二號全球系統(tǒng)，預計2020年建成。

　　已建成的北斗一號系統(tǒng)由兩顆地球靜止衛(wèi)星、地面控制系統(tǒng)和用戶終端等三部分組成，又稱為“雙星定位系統(tǒng)”。其用戶終端定位時需要發(fā)射定位申請信號，由位于北京的地面中心站解算出用戶位置，再通過衛(wèi)星傳送給用戶。除了定位功能外，北斗一號還具有獨特的衛(wèi)星短消息通信功能，兩個北斗用戶哪怕相距遙遠高山阻隔，只要都能看見北斗衛(wèi)星，就能夠在1秒內(nèi)實現(xiàn)短消息通信。

　　北斗一號系統(tǒng)的建立，打破了美國和俄羅斯在這一領(lǐng)域的壟斷地位，使我國成為世界上第三個擁有自主衛(wèi)星導航系統(tǒng)的國家。

　　北斗一號系統(tǒng)已連續(xù)穩(wěn)定運行6年多，在部隊邊防巡邏、作戰(zhàn)指揮、訓練演習、后勤保障、搶險救災等軍事活動中發(fā)揮了重要作用，如在2008年汶川抗震救災中，北斗一號導航系統(tǒng)就發(fā)揮了獨特的優(yōu)勢。此外，北斗一號系統(tǒng)在漁政漁業(yè)、水文監(jiān)測、森林防火等方面也得到了成功應(yīng)用。

　　受工作原理限制，北斗一號工作區(qū)域局限于我國及周邊地區(qū)，只能為中低動態(tài)用戶提供定位服務(wù)，不具備測速功能，不能滿足精確制導的需要。尚不能滿足我國國防建設(shè)和國民經(jīng)濟建設(shè)長期發(fā)展的需求。

　　北斗二號系統(tǒng)包括區(qū)域和全球兩個發(fā)展階段，全球系統(tǒng)相對區(qū)域系統(tǒng)除了覆蓋范圍擴大外，其定位精度、導航戰(zhàn)能力均有顯著提升。它們的定位原理和GPS、GLONASS、Galileo完全相同，用戶終端無須發(fā)射信號，僅需要同時接收四顆以上的衛(wèi)星信號，即可解算出自身的位置。與此同時，北斗二號還保留并加強了北斗一號的短報文通信功能，這也是北斗二號不同于GPS、GLONASS、Galileo的一大特色。北斗二號建成之后將與GPS、GLONASS和Galileo系統(tǒng)并列成為四大全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)。

　　在應(yīng)用方面，由于定位原理相同，精度相當，GPS目前所涉及的軍民各種應(yīng)用領(lǐng)域，北斗二號同樣可以勝任。此外，強化后的短消息通信功能將成為北斗二號相對其他系統(tǒng)的一大亮點。

　　北斗系統(tǒng)發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)

　　我國衛(wèi)星導航系統(tǒng)的建設(shè)起步與美俄相比晚了約20年。經(jīng)過十多年的努力，我國在技術(shù)上取得了長足的進步，系統(tǒng)建設(shè)和應(yīng)用也取得了一系列成果，具備了全球系統(tǒng)建設(shè)的能力，但我們更應(yīng)清醒地認識到我們所存在的不足和面臨著的挑戰(zhàn)：

　　第一，需大力強化北斗二號的導航戰(zhàn)能力。北斗二號加速組網(wǎng)，將全面解決我國在衛(wèi)星導航定位領(lǐng)域的有無問題。但軍事導航系統(tǒng)的建設(shè)決不能滿足于僅僅解決有無，還必須具備強對抗環(huán)境下的生存能力。要在未來導航對抗條件下立于不敗之地，必須進一步加快導航戰(zhàn)理論方法研究與工程實踐的步伐。

　　第二，要高度重視國家基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)的導航定位授時安全問題。我國的衛(wèi)星導航應(yīng)用近年來發(fā)展迅速，但是絕大多數(shù)應(yīng)用都是建立在美國的GPS基礎(chǔ)之上。通信、電力、金融、交通等經(jīng)濟基礎(chǔ)性行業(yè)廣泛依賴GPS進行授時，多個城市曾出現(xiàn)過GPS信號中斷后移動通信網(wǎng)絡(luò)癱瘓的嚴重事件。即使將來改用北斗系統(tǒng)進行授時，也只是擺脫了對GPS的依賴性，并沒有從根本上解決易受電磁干擾這一衛(wèi)星導航系統(tǒng)固有的脆弱性問題。因此，經(jīng)濟基礎(chǔ)領(lǐng)域同樣需要采用抗干擾設(shè)備或系統(tǒng)冗余備份等策略來提高其運行的安全穩(wěn)定性。

　　第三，應(yīng)加強自主創(chuàng)新，占領(lǐng)導航產(chǎn)業(yè)鏈上游。目前，GPS已占領(lǐng)中國衛(wèi)星導航民用市場99%的份額，伽利略系統(tǒng)也瞄準了中國巨大的市場，北斗系統(tǒng)的應(yīng)用面臨著在夾縫中求生存的狀況。北斗二號民用信號是公開信號，北斗二號導航終端的技術(shù)與GPS終端技術(shù)相似度很高，如果不能在導航終端和導航應(yīng)用上掌握核心技術(shù)，我們?nèi)匀粚⑻幱趯Ш浇K端產(chǎn)業(yè)鏈的下游。

　　綜上所述，北斗二號衛(wèi)星導航系統(tǒng)的加速組網(wǎng)，仍然還是我國衛(wèi)星導航事業(yè)的起步。推動我國北斗衛(wèi)星導航事業(yè)的快速發(fā)展，為我國國防安全與經(jīng)濟社會發(fā)展發(fā)揮重要作用，任重而道遠。(莊釗文 王飛雪）