已成“國之重器” 四年內(nèi)具有全球服務能力

　　2016年6月12日，第二十三顆北斗導航衛(wèi)星發(fā)射成功。如今，北斗導航系統(tǒng)的服務覆蓋了全球1/3的陸地，使亞太地區(qū)40億人口受益，其精度也與GPS相當。北斗導航衛(wèi)星系統(tǒng)總設計師謝軍在接受記者采訪時表示，北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)有無盡的潛力，隨著北斗系統(tǒng)2020年具有全球服務能力，其在開發(fā)與應用中將發(fā)揮更大的效益。“北斗是中國的北斗，更是世界的北斗。”在某種程度上，可以說北斗系統(tǒng)是中國在世界科技競爭中最具競爭力的代表。它同時也是“中國造”的品牌代言人。

　　文 廣州日報記者肖歡歡

　　2020年服務全球

　　記者：北斗導航的原理是什么？

　　謝軍：熟悉GPS的人都知道，衛(wèi)星導航實際上是通過測量衛(wèi)星和地面站之間的距離以及確定它們之間的時鐘關系，來明確衛(wèi)星的位置信息。在已知衛(wèi)星的位置和時間信息之后，地面用戶同時接收到四顆衛(wèi)星的導航信號之后就可以解算出自己的位置，這就是衛(wèi)星導航定位的原理。

　　記者：之前第八顆衛(wèi)星發(fā)射成功后就可以導航定位，后來為何還要發(fā)射那么多衛(wèi)星?

　　謝軍：從導航衛(wèi)星星座設計來講，主要考慮四個因素：覆蓋范圍、可用性、完好性、連續(xù)性。第八顆北斗導航衛(wèi)星入軌后，從原理上來講，可實現(xiàn)全天24小時對區(qū)域范圍提供連續(xù)、穩(wěn)定的服務能力。但為了提高整個星座的穩(wěn)定性，需要增加一些衛(wèi)星，這樣可使用戶在同一時間內(nèi)接收到更多的衛(wèi)星信號，能夠更方便地計算出來自己的位置。另外，增加衛(wèi)星數(shù)量還能提高終端用戶導航定位的精度。

　　記者：導航系統(tǒng)的定位精度取決于哪些因素?

　　謝軍：定位精度是導航系統(tǒng)里最重要的一項指標。定位精度與導航衛(wèi)星、地面運控、用戶終端都有密切關系。從技術(shù)上來講，這幾部分都存在著測量誤差和時鐘誤差，而且還有星歷誤差，大氣層、電離層影響，這些都是影響定位精度的重要因素。如果這些誤差修正得好，用戶機的定位精度就高。當然，用戶機的工作環(huán)境可能存在干擾，這也會影響定位精度。還有就是衛(wèi)星星座的幾何構(gòu)型，構(gòu)型好對提高定位精度也是很重要的。

　　記者：我們的北斗導航系統(tǒng)“三步走”戰(zhàn)略如今進展如何？

　　謝軍：北斗導航系統(tǒng)設計的整體思路是先區(qū)域、后全球。采取“三步走”的發(fā)展戰(zhàn)略。第一步，建立北斗衛(wèi)星雙星定位試驗系統(tǒng)，形成區(qū)域有源定位與導航服務能力;第二步，完成三種軌道十余顆衛(wèi)星的發(fā)射，建成區(qū)域?qū)Ш较到y(tǒng)，形成區(qū)域無源服務能力，向亞太地區(qū)提供定位、導航、授時以及短報文通信服務;第三步，建成由5顆靜止軌道衛(wèi)星和30顆非靜止軌道衛(wèi)星組成的覆蓋全球的北斗全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)，形成全球無源定位服務能力。

　　2012年，北斗衛(wèi)星區(qū)域?qū)Ш较到y(tǒng)迎來從第十一顆到第十五顆5星密集發(fā)射期，其中，第十二、第十三顆衛(wèi)星以及第十四、第十五顆衛(wèi)星均為一箭雙星發(fā)射。2012年10月25日，第十六顆北斗導航衛(wèi)星成功發(fā)射，北斗衛(wèi)星區(qū)域?qū)Ш较到y(tǒng)完成了所有衛(wèi)星發(fā)射任務。至此，北斗衛(wèi)星區(qū)域?qū)Ш较到y(tǒng)空間段由分布在不同軌道的14顆衛(wèi)星組成星座，即5顆地球靜止軌道衛(wèi)星、5顆傾斜地球同步軌道衛(wèi)星和4顆中軌道衛(wèi)星。中國全面完成區(qū)域?qū)Ш较到y(tǒng)建設，形成覆蓋亞太大部分地區(qū)的服務能力。

　　目前，前兩步已實現(xiàn)，中國成為世界上第四個擁有自主衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)的國家。中國最新發(fā)射的兩顆北斗導航衛(wèi)星與此前的北斗衛(wèi)星相比有了重大突破，部件國產(chǎn)化率提高到98%，其“心臟”“慧腦”“鐵骨”等關鍵器部件全部為國產(chǎn)。到2020年，將完成35顆衛(wèi)星發(fā)射組網(wǎng)，為全球用戶提供服務?！　”倍穼Ш骄扰cGPS相當　　記者：你之前也談到，我們的北斗導航系統(tǒng)提供的既有有源定位，也有無源定位，這是我們的一個特色？

　　謝軍：GPS現(xiàn)在所提供的服務叫無源定位。意思是，用戶可以不用發(fā)射任何信號，就可以免費接收衛(wèi)星的信號，實現(xiàn)對自己位置的定位。北斗系統(tǒng)提供的是兩種服務，一種就是跟GPS相同的，在區(qū)域范圍內(nèi)可以讓用戶免費的直接接收衛(wèi)星信號，實現(xiàn)定位。另一種是有源定位，用戶可以把自己的位置報告給其他的網(wǎng)絡或指揮控制中心，最終實現(xiàn)定位。有源定位在調(diào)度系統(tǒng)以及指揮系統(tǒng)上應用是非常廣泛的，它能實現(xiàn)地面快速定位，相關應用產(chǎn)業(yè)的指揮調(diào)度將變得更加容易，打個比方，就跟公共汽車的調(diào)度室一樣，你的位置我們能馬上知道，過去你那里多長時間也算得到。這種有源定位是北斗的特色，從衛(wèi)星導航發(fā)展的趨勢上來講，也是我們應該堅持的。北斗導航系統(tǒng)的目標之一就是在2020年建成有源導航定位、短報文功能。這是目前GPS等沒有的功能。短報文功能，是衛(wèi)星定位終端和北斗衛(wèi)星或北斗地面服務站之間能夠直接通過衛(wèi)星信號進行雙向的信息傳遞，GPS只能單向傳遞。與第一代雙星系統(tǒng)相比，北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)開始呈現(xiàn)出更多特點和優(yōu)勢。

　　記者：我們的北斗導航系統(tǒng)衛(wèi)星為何比GPS還多？

　　謝軍：相比美國GPS系統(tǒng)擁有的24顆衛(wèi)星，北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)要多出11顆衛(wèi)星。因為它由空間段、地面段和用戶段三部分組成，空間段包括5顆靜止軌道衛(wèi)星和 30顆非靜止軌道衛(wèi)星。地面段包括主控站、注入站和監(jiān)測站等若干個地面站，用戶段包括北斗用戶終端以及與其他衛(wèi)星導航系統(tǒng)兼容的終端。我們的衛(wèi)星比GPS多，是因為兩個系統(tǒng)的星座設計不同。