北斗导航实现对亚太地区全覆盖 科技推动产品广泛应用

　　十八大报告提出，完善知识创新体系，强化基础研究、前沿技术研究、社会公益技术研究，提高科学研究水平和成果转化能力，抢占科技发展战略制高点。实施国家科技重大专项，突破重大技术瓶颈。

　　我国卫星导航工程建设分为试验系统、区域系统、北斗全球系统“三步走”的发展战略。目前，“北斗”完成第二步发展目标，覆盖亚太地区的区域系统全面可用，今年底向民用用户提供卫星导航服务，2020年完成35颗卫星组网的全球卫星导航定位系统。

　　发展卫星导航定位系统耗资巨大，如果不注重民用市场开发，将是巨大的浪费，也会影响北斗系统的发展和技术进步。

　　“北斗”达到全球覆盖时将拥有30多颗在轨卫星，其定位精度并不比GPS的低。

　　在功能上，北斗系统的位置报告、指令传输功能是GPS所没有的。

　　我国日前成功将第十六颗北斗导航卫星送入预定轨道，标志着我国北斗卫星导航系统完成对亚太地区全覆盖的发展目标，已实现全部系统功能和指标，将于2020年完成35颗卫星组网的全球卫星导航定位系统(英文缩写COMPASS)。

　　我国卫星导航工程建设分为试验系统、区域系统、北斗全球系统“三步走”的发展战略。目前，“北斗”完成第二步发展目标，覆盖亚太地区的区域系统全面可用，今年底将向民用用户提供卫星导航服务。

　　北斗卫星导航系统的迅速发展，引起人们广泛关注：“北斗”民用市场前景如何?“北斗”是否先进可靠?“北斗”应用的潜力何在?

　　“北斗”民用市场亟须加快推动

　　目前，太空中分布着数十颗导航定位卫星：美国24颗，俄罗斯17颗，我国16颗，欧盟2颗。其中，美国的全球定位系统(GPS)是目前惟一能够独立提供全球导航、定位与授时服务的卫星导航系统;俄罗斯的全球导航系统(GLONASS)正在向全球服务方向发展;而欧盟的伽利略(GALILEO)全球卫星导航系统受多种因素和资金问题制约，至今进展缓慢。

　　卫星定位测量需用无线电技术，因此频率是卫星导航系统的建设基础和运行保证。世界各主要大国在此方面的激烈竞争，导致这一极为重要的空间战略资源变得紧缺。经过多次国际频率磋商，北斗系统频率工作于2006年3月取得历史性突破。目前“北斗”正式进入国际电联频率登记总表，标志着“北斗”拥有了与GPS、GLONASS、GALILEO等平等的频率保护地位。

　　“如果将‘北斗’与GPS结合使用，比GPS与GLONASS结合使用的效果更好，每位用户头顶上的可用卫星，将由过去的4—6颗增加到现在的8—12颗。”中国卫星导航学术年会科学委员会副主席、北斗卫星导航系统工程副总设计师谭述森表示，“北斗”的加入，使用户获得了更高的精度和更可靠的服务。

　　“我国亟须加快‘北斗’民用市场培育，加速推进‘北斗’产业。”中国科学院院士、北斗卫星导航系统工程总设计师孙家栋表示，发展卫星导航定位系统耗资巨大，如果单纯用于军事，不注重民用市场开发，这是对卫星资源的巨大浪费，也会影响北斗系统的发展和技术进步。如果我国像美、俄一样，等完成卫星全球覆盖才来发展民用市场，也不利于空间技术的转化和人才队伍的培养。俄罗斯在这方面曾有过深刻教训，其GLONASS全球系统于1996年投入使用，由于民用市场发展缓慢、经济困难无力补网，基本不能提供可靠服务。

　　“北斗”定位精度与GPS相当

　　在向某个特定用户提供定位服务时，GPS使用4颗在轨卫星，而北斗实验系统仅使用2颗、区域系统使用4颗，这是否意味着“北斗”正在向GPS的发展方向靠拢?

　　GPS采用无源定位方式，而北斗实验系统采用有源定位方式、北斗区域系统采用有源、无源两种定位方式，因此“北斗”具有有源和无源两种定位方式，这反而是“北斗”的优势所在。

　　GPS最初是利用核潜艇与其中4颗在轨卫星的相互位置关系，通过方程式解算出核潜艇位置，这是一种无源方式，即核潜艇不向卫星发射定位信息，只有卫星向核潜艇发送信息。然而，这种方式也有不足之处，即没有利用地面测绘成果，需要卫星数也较多。

　　上世纪80年代，由于我国经济实力较弱，无法像美俄一样大量发射卫星。于是，我国军事测绘专家推出“双星定位”理论，即将大地测量成果与太空卫星定位相结合。这是一种有源定位方式(即用户需向卫星发送定位申请信号)，虽然仅仅使用两颗在轨卫星，但定位精度也能满足需求。如今，我国北斗区域系统增加了无源定位方式，用户可以便捷地在两种定位方式中自由转换。

　　孙家栋表示，“北斗”卫星发射到不同的太空轨道，正是为了使覆盖亚太地区的“北斗”卫星密度不小于GPS，而且今后达到全球覆盖时将拥有30多颗在轨卫星，“北斗”的定位精度并不比GPS的低。

　　在实际应用中，GPS为特许民间用户提供“精码”服务，其单点定位精度为5—10米;对于非特许一般民间用户，提供“粗码”服务，其单点定位精度为20—40米。此前，由于美国仅向我国提供“粗码”服务，无法满足诸如精密测量等民用需求。于是，我国组织建设了卫星导航增强系统，迫使美国开放中国区域的GPS精码服务，从而使GPS定位精度达到10米左右。目前，“北斗”定位精度已由此前的25米提高到北斗二号的10米。