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深度采访卫星导航领域专家廖春发研究员

 所属分类:GPS/DVD导航  2013-8-13 22:49:43  推荐指数:
在北斗系统逐步融入世界卫星导航系统的大背景下,全球卫星导航系统国际委员会第七届大会将于11月4日至9日在北京召开。北斗网记者特别邀请了卫星导航领域专家廖春发研究员作客北斗会客厅,接受北斗网独家专访。

记者:廖老师,您好,您在导航领域研究多年,能否请您简单分析一下目前世界卫星导航的格局和现状。

廖春发:天基导航定位授时(PNT)系统是国家基础设施的重要组成部分,是未来PNT体系结构的核心,能为海陆空天的军民商和科研用户提供精确的位置、速度和授时服务,带来巨大的军事、经济和社会效益。我国正在建设的北斗卫星导航系统将按“先区域、后全球”的总体发展思路,分步实施,螺旋发展。目标是在2020年前建成技术先进、开放兼容、独立运行、稳定可靠,并拥有自主知识产权的全球导航卫星系统,成为能与美、俄、欧三个系统相互兼容和互操作的全球导航卫星系统(GNSS)四大供应商之一。

上世纪90年代中期,美国和前苏联历经20多年努力先后建成了各自的GPS和GLONASS全球导航卫星系统,但在2000年后,GLONASS系统却随苏联的解体而处于瘫痪状态,而美国GPS却因在几场局部战争中的杰出表现和在民用中的广泛应用备受青睐,成为垄断全球的霸主。进入21世纪的前10多年时间里,欧盟、俄罗斯和中国为打破GPS的垄断地位和出于各自的战略考量,竞相投入巨资发展本国的卫星导航系统;与此同时,美国为保持其技术上的领先地位和市场上的垄断优势,也在实施导航战策略指导下的GPS现代化计划。在这场充满航天大国间综合国力竞争的全球博弈中,全球GNSS及其产业正从一家独霸向四强并存、多系统兼容互操作的世界新格局发展,出现了类似于当前世界格局发展的可喜变化,成为多极世界格局的缩影。当前全球GNSS正面临产业在转型,系统在升级,技术要创新的战略机遇期,对我国来说既是千载难逢的机遇,但更多的却是挑战。

记者:在世界卫星导航新格局的驱动下,全球四大卫星导航系统分别了采取怎样的对策和战略?

廖春发:在新格局的驱动下,美国用10多年时间、耗资106亿美元基本完成了第二代GPS的升级换代,正在稳定推进GPS现代化。俄罗斯在普京的强力支持下也历经10年磨难,耗资100多亿美元,终于恢复了陷于瘫痪的GLONASS系统;而欧盟的伽利略系统却在这场举世瞩目的大国博弈中处于相对落后,原定2008年投入运营的伽利略卫星系统,如今仅有4颗验证卫星和1颗技术试验卫星在轨运行;中国也用10年时间初步建成了北斗二代区域导航卫星系统,完成了从北斗一代的双星有源导航定位向二代无源导航定位的转变。

近年来,美、俄、欧、中等航天大国正在加快各自导航卫星系统的现代化建设步伐,抢占技术制高点和全球市场份额是各国间竞争的重点。美国在巩固其全球市场垄断地位的同时,时刻不忘抢占导航技术的制高点。俄罗斯吸取教训,将重点放在与美欧系统的兼容与互操作上,加强GLONASS卫星在俄罗斯的应用开发。欧盟批准通过了“伽利略”卫星导航系统未来准军事“公共特许服务”管理规定,有关伽利略系统能否军事应用的问题取得了重大进展。

我国北斗系统是亚洲区域唯一在建的全球卫星导航系统,将在未来中、美、俄、欧GNSS四强竞争中成为四分天下有其一的国家,成为中国从航天大国走向航天强国的重要标志,并在中国乃至全球市场的GNSS用户终端产品制造、集成和服务领域占有重要的一席之地。

记者:您对我国发展北斗卫星导航系统的重要性以及未来20年天基PNT技术的发展趋势有何看法?

廖春发:天基PNT系统是不可或缺的战略资源,为了获得战略上的独立性,中国决不能长期依赖国外导航卫星系统,必须坚定不移发展北斗全球导航卫星系统;为了获得经济上的利益和国际竞争力,北斗导航卫星系统决不能孤立于国际GNSS体系之外,必须成为与美、俄、欧GNSS系统相互兼容与互操作的四大供应商之一;为了确保国家安全,满足用户在任何地点、任何环境和任何高度上的PNT需求,中国决不能完全依赖天基PNT系统,必须保留某种PNT能力作为国家的战略备份手段、并采用综合的PNT体系结构逐步解决天基PNT能力不足问题。

天基PNT虽是PNT体系结构的基石,但随着技术发展和PNT应用的深入,天基PNT系统既无法满足目前武器制导和潜艇导航的需求,也难以满足2025年预测的用户需求,因此我国应从战略高度统筹规划各种不同PNT技术与能力的开发,协调天基和陆基PNT及其他自主PNT技术的发展,支持各种不同PNT手段的相互集成与融合,支持各种不同PNT信息源和信息路径的融合与应用开发。同时也可以从根本上解决对天基PNT系统的严重依赖。

未来20年,各种PNT技术与军民商用户部门相互集成和融合的程度将会比现在更深更广,因此必须开发更多、更好的PNT能力和解决方案,解决城市峡谷和建筑物内部的应用难题;此外,随着PNT系统面临的威胁(干扰、欺骗、黑客等)越来越大,且所用威胁技术日趋成熟,PNT信息完好性对所有用户的重要性将会与日俱增。

从国际政治、经济和技术发展趋势分析,可以得出如下结论:

政治上,由于有更多国家发展本国或本地区专用的天基PNT系统,天基 PNT系统将被视为“战场上的空气”一样,不可或缺;

经济利益上,全球商业利益将会超过军事利益,美国PNT用户设备在全球市场中的领导地位将受到严重挑战;

技术上,PNT技术将继续向微电子机械系统(MEMS)、芯片级原子钟(CSAC)和纳米技术方向发展,上述微小型化技术的发展将使PNT用户设备的能力发生革命性的变化。

记者:“独立自主”是我国建设北斗卫星导航系统的原则之一,同时我国也在积极开展国际交流与合作,您如何看待这两者的关系。

廖春发:GNSS或天基PNT系统是确保国家安全不可或缺的战略性资源,独立自主地掌握和拥有这一高新技术不是所有国家能够做到的事情。也就是说研发和部署这一系统的本身已经很困难,除了需要投入巨资外,还必须攻克一道道技术难关。而且在整个GNSS建设和运营过程中,尤其是在参与兼容互操作的多边或双边谈判与协调中,还充满大国间政治、军事、经济、科技和外交综合实力的博弈、对抗和竞争;国外发展GNSS的曲折经历表明:建成全球系统虽然很难,但要长期稳定运行和最大限度地发挥其军事、经济和科技效益,更是难上加难。它不仅是国家意志,尤其是一代又一代领导人意志的体现,更是国家综合国力竞争的体现。

欧盟发展伽利略系统过程中遇到的种种曲折经历表明,尽管卫星导航系统可以在民用和商用领域已得到比军事更广泛的应用,且其经济、社会效益巨大,但它决不可能像商用卫星系统那样运作和管控,也无法按欧盟预先设想的公私伙伴关系运营。这种军民两用系统只能采取由政府长期稳定投资,军方管控的军民结合管理体制来运作。军用上要确保独立自主,民用上必须开放、透明,并与国际GNSS兼容互操作。

此外,天基PNT系统虽然可以通过用户段的兼容互操作实现民用市场的国际合作,但空间段和地面控制段部分不可能通过国际合作方式共建共享,只能独立自主管控。中俄、中欧、欧俄及俄印等国家间相关合作谈判均以失败而告终就是明证。欧盟已经认识到,不能依赖私营企业融资来建立和长期运营伽利略系统,也不能依靠非欧盟国家的国际合作模式发展和运营伽利略系统,更不要对伽利略的直接经济效益有太高的期望值,因为卫星导航产业从广义上说更像气象卫星和互联网一样,是一种公共事业,其效益和回报主要体现在各行各业的间接回报上。

记者:您认为我国北斗国际化道路在未来的发展方向是什么?

廖春发:注重应用,增强抗干扰能力和兼容互操作能力是世界GNSS发展的大势所趋。不注重应用的系统决不可能持续发展,不能融入GNSS世界体系的系统无法分享国际和国内市场,不具备较强抗干扰能力的系统在军用上没有实战价值。卫星导航信号极易受干扰,其微弱程度就好比一个25瓦灯泡的光从2万千米的太空照射到地球表面。为了减缓GPS的脆弱性,美国正在采取各种措施增强GPS抗干扰能力,寻求GPS备用手段,探索开发新的导航技术。未来战争中,抗干扰能力是卫星导航系统能否生存的关键。

勿容置疑的是,美国GPS依靠其技术优势和市场先机,仍然是当今的领导者,俄罗斯、中国和欧盟虽然可以打破美国的全球垄断地位,但却无法取代GPS,只能在新的起跑线上融入以GPS为主导的GNSS世界体系,共享未来国内外市场的巨大蛋糕。俄罗斯早期不重视GLONASS应用及其产业发展的教训,和美国GPS在军用和民用两大领域的巨大成功形成鲜明对照,表明国家在卫星导航系统的巨大投资必须获得合理回报,否则不可能长期稳定和可持续发展。而这种发展决不能独善其身,在民用领域要更加开放、透明,遵循国际游戏规则,要和加入WTO一样融入美、欧、俄正在规划的GNSS世界体系,努力在ICG的框架和国际舞台上争取更多话语权和新标准、新规则的制定权。

记者:通过对美GPS、俄GLONASS、欧洲伽利略三大系统建设和发展的研究,您对我国北斗的发展有哪些建议?

廖春发:未来10年是美、俄、欧三大系统兼容与互操作发展的关键时期,也是北斗导航卫星系统融入国际GNSS体系的重要机遇期。为此,我们建议:

1. 将北斗导航卫星系统提升为国家关键基础设施和优先发展的国家目标并作为国家PNT体系结构的基石来维护,要像美国和俄罗斯那样长期规划、稳定投入,确保北斗长期稳定、安全可靠运行。

2. 在重视北斗导航卫星系统空间段建设的同时,应当同步发展北斗系统的天基增强和各类陆基差分基础设施,同步开发各种军、民用导航终端用户设备及其应用产业,同步构建军民结合的天基PNT管理机构,发布国家PNT政策,鼓励民营企业和民间资本进入卫星导航产业。

3. 我国在加快天基PNT系统建设的同时,应重视惯性导航、水下导航和其他PNT技术的发展,研究天基及地基PNT能力的演进和协同发展,支持PNT信息源及信息路径的多样性。

4. 建议及早启动“中国定位导航授时(PNT)体系结构综合研究”工作,论证我国PNT技术与能力差距及其市场需求,统筹规划我国PNT发展战略和无线电导航政策与策略。

5.重视脉冲星导航等PNT新理论、新概念的探索性和创新性研究。X射线脉冲星导航和月球导航技术是国外正在探索研究的航天器高精度自主导航手段,对未来导航卫星自主导航、深空探测与星际飞行,以及空间科学研究等领域具有潜在应用价值。我国对这些新技术有急迫需求,建议组织力量攻关,同时对新理论、新概念进行探索性和创新性研究。

6.将罗兰-C列为天基PNT系统的战略备份,长期维护并可靠运行。

2013年8月7日

湖北奥莱斯子午轮胎总投资10亿元 生产基地将于2013年春节期间建成投产
      昨日,落户阳新县的湖北奥莱斯子午轮胎生产基地正在加紧安装厂房钢结构。该项目总投资10亿元,占地560余亩,年生产240万套全钢载重子午轮胎。投产后将成为我省乃至中部地区最大轮胎生产基地,将于2013年春节期间建成投产。...查看全文>>
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