斗全球組網(wǎng)進度領(lǐng)先“伽利略” 原子鐘落后美國
中國衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)管理辦公室主任冉承其3日向媒體透露,目前中國正全面推進北斗衛(wèi)星全球系統(tǒng)建設(shè)的技術(shù)攻關(guān),明年將發(fā)射多顆試驗衛(wèi)星,對一些技術(shù)進行必要的在軌驗證。明年年底之后,我國將推動全球系統(tǒng)的組網(wǎng)建設(shè)。未來的北斗系統(tǒng)性能將在現(xiàn)有基礎(chǔ)上提高1到2倍。針對北斗系統(tǒng)的全球組網(wǎng)計劃,一名中國專家4日向《環(huán)球時報》記者表示,目前北斗的區(qū)域組網(wǎng)只要14顆衛(wèi)星,而全球組網(wǎng)需要35顆星,完成組網(wǎng)還需要過四道關(guān)。
三步走 的最后一步
作為中國自主發(fā)展、獨立運行的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)按照 三步走 的戰(zhàn)略發(fā)展。第一步從2000年到2003年,中國建成由3顆衛(wèi)星組成的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航試驗系統(tǒng),成為世界上第三個擁有自主衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的國家。第二步,建設(shè)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),于2012年前形成中國及周邊地區(qū)的覆蓋能力。第三步,于2020年左右,北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)將形成全球覆蓋能力。目前,北斗系統(tǒng)已經(jīng)完成第二步,開始向第三個目標(biāo)邁進。
今年第五屆中國衛(wèi)星導(dǎo)航學(xué)術(shù)年會期間,北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)新聞發(fā)言人冉承其曾透露,中國將于2015年前發(fā)射新一代北斗導(dǎo)航衛(wèi)星,開展新技術(shù)和新體制試驗驗證,適時加入衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò),以加快推進北斗系統(tǒng)全球組網(wǎng)建設(shè)。冉承其說,圍繞建設(shè)世界一流全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的目標(biāo),北斗系統(tǒng)開展關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān),在設(shè)計具有自主知識產(chǎn)權(quán)的導(dǎo)航信號體制、研發(fā)高性能星載原子鐘等方面取得新的進展,北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)覆蓋全球的 第三步 建設(shè)全面啟動。
一名不愿透露姓名的中國航天專家4日向《環(huán)球時報》記者介紹,目前北斗的區(qū)域組網(wǎng)只要14顆衛(wèi)星就可以了,而全球組網(wǎng)需要35顆星,其中5顆是地球靜止軌道衛(wèi)星,30顆是中地球軌道和傾斜地球同步軌道衛(wèi)星。3種軌道并存可以進一步提高衛(wèi)星覆蓋面,35顆衛(wèi)星組成的星座可提升定位精度,而5顆處于地球靜止軌道的衛(wèi)星未來不僅可以導(dǎo)航、定位、授時,還能發(fā)送短報文。
全球布網(wǎng)難在哪?
這名專家認(rèn)為,建設(shè)北斗全球系統(tǒng)主要需要突破四大方面的問題。首先,要進一步提升星載原子鐘的授時精度,這是導(dǎo)航定位衛(wèi)星最核心的器件,決定著衛(wèi)星的定位精度。他表示,美國的原子鐘現(xiàn)在是300萬年誤差一秒,在這方面中國還有不小的差距,想要構(gòu)建全球定位系統(tǒng)還需加速提升這方面的能力。提高原子鐘的精度不僅可以提高定位精度,還能應(yīng)用在電力、銀行、通訊等國民經(jīng)濟重要領(lǐng)域,所以有人說 20世紀(jì)是原子核的時代,21世紀(jì)是原子鐘的時代 ,在信息時代,80%的信息都和導(dǎo)航定位有關(guān),而定位能力的高下又和原子鐘精度直接掛鉤。
第二要繼續(xù)提升導(dǎo)航衛(wèi)星的使用壽命,目前 東方紅3號 衛(wèi)星的設(shè)計壽命是8年,如果能延長到10年甚至15年,就不用總是發(fā)射補網(wǎng)衛(wèi)星,經(jīng)濟效益也將大大提高。
第三要不斷強化一箭多星的發(fā)射技術(shù),這樣既比較經(jīng)濟,還能提高布網(wǎng)效率。
第四,要將北斗打造成國際化的定位系統(tǒng),就要求具有很強的兼容性,比如可在同一終端上接收北斗、GPS和 格洛納斯 的信號。這樣既能提高定位精度、還增加了備份,不過這種模式對于技術(shù)兼容性提出了很高要求,這其中必然會涉及大量國際合作的問題。目前,中國與泰國、俄羅斯進行了不同程度的合作,未來要建全球系統(tǒng),還將涉及在更多地區(qū)建地面站等問題。
這名專家強調(diào),導(dǎo)航技術(shù)作為信息時代最關(guān)鍵的三大技術(shù)之一,和國家安全息息相關(guān),而且還將帶來巨大的經(jīng)濟效益。美國GPS系統(tǒng)的總投入大約是300億美元,但粗略估算,每年和它相關(guān)的效益達600億美元。有多名中國工程院院士稱,北斗的建設(shè)、使用成本都比GPS便宜,到2020年或達4000億元產(chǎn)值。
中國與歐盟爭 全球第三
正是因為看到導(dǎo)航系統(tǒng)的巨大潛力。近些年,很多國家都在研制發(fā)展本國的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。其中主要包括六大系統(tǒng),印度、日本是在建區(qū)域系統(tǒng)。印度10月剛剛成功發(fā)射第三顆導(dǎo)航衛(wèi)星,日本也在發(fā)展本國的天頂衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。到目前為止,正在或者已經(jīng)完成全球組網(wǎng)的只有四家。美國的GPS衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是世界上第一種完成組網(wǎng)的全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng),俄羅斯的 格洛納斯 系統(tǒng)緊隨其后,雖然中間過程磕磕絆絆,去年一箭三星發(fā)射過程中還曾發(fā)生爆炸,損失慘重,但目前也基本具備全球?qū)Ш侥芰?。歐洲 伽利略 系統(tǒng)提出很早,但由于歐洲各國內(nèi)部爭論很大,目前組網(wǎng)進度反而不如中國北斗。
當(dāng)然,從進度上爭取全球第三的同時,中國也在努力發(fā)揮技術(shù)水平上的后發(fā)優(yōu)勢。目前,北斗系統(tǒng)在部分地區(qū)的定位精度已小于10米,這一點優(yōu)于俄羅斯的 格洛納斯 系統(tǒng)。根據(jù)計劃,實現(xiàn)第三步目標(biāo)后,北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的服務(wù)將由區(qū)域拓展到全球,設(shè)計性能優(yōu)于 格洛納斯 ,與第三代GPS系統(tǒng)性能相當(dāng)。
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