中国北斗卫星导航系统2020年将向全球提供服务

　　《瞭望》：公开的“北斗”导航卫星秘密

　　北斗系统已进入了卫星发射布网的高峰期。按计划，到2020年，北斗将与美国GPS一样，成为一个向全球提供服务的卫星导航系统

　　第7颗北斗导航卫星于2010年12月18日成功发射。这颗“北斗星”进入太空预定工作轨道，意味着中国北斗卫星导航系统组网建设正按计划顺利推进，今后几年将持续进行组网发射。

　　数十年来，中国一直致力于研制自主的卫星导航系统。北斗计划从最初的“最高机密”，到如今已逐步推广应用。不仅中国军队的导航和授时方式已经逐步由GPS向北斗转换，金融、电力、渔政和森林防火等民用领域也在逐步使用北斗系统。

　　但很多人并不熟悉的是，从上世纪80年代北斗计划起步开始，俗称为“五院”的中国航天科技集团下属中国空间技术研究院，就一直担负着北斗计划中卫星方面的设计制造工作。

　　在第7颗北斗导航卫星成功发射之后，《瞭望》新闻周刊来到这个中国空间航天器研制重镇，在北斗系统卫星总指挥李长江和总设计师谢军的带领下，近距离接触了在未来即将发射的北斗卫星，探悉有关北斗系统的方方面面。

　　进入承担北斗卫星研制工作的总体部大楼，大大小小标注着工作人员姓名的行李箱还摆放在走廊中，“这都是刚从发射基地拉回来的，事情太多，还没来得及收拾呢。”跟随李长江，本刊记者看到了即将在今明两年发射的多颗北斗导航卫星。

　　三间数十米高的巨大厂房从西至东排列，在前两间厂房中，多颗北斗导航卫星一字排开，正在进行总装集成。而总装集成完毕的卫星，将在最东侧的一间车间内，接受包括模拟空间环境、噪声干扰等方面的测试。

　　“北斗卫星的部件都是运往这里，进行总装集成并接受测试。现在7颗卫星上天以后，北斗系统可以说能用了。而那颗就是将在2011年4月发射的第三颗倾斜同步轨道(IGSO)卫星，它上天之后，北斗系统就可以形成全面的区域导航定位能力。”李长江指着一颗披着红色保护层的卫星说道。

　　从“灯塔”到“北斗一号”

　　“中国人关于利用人造卫星进行导航定位的设想其实并不比外国人晚，是与世界同步的。”李长江说：“美国的全球卫星定位系统(GPS)是在上世纪60年代开始起步的，而几乎在同一时段，中国空间技术研究院就开始了中国自己的卫星导航系统的设计，取名为‘灯塔’，但是由于文化大革命和国家财力等原因，工程下马。”

　　“卫星导航系统是国家安全和经济社会发展不可或缺的信息基础设施，是大国地位和综合国力的重要标志。”李长江说，“世界各大国都高度重视发展自主的卫星导航系统。例如，美国不断提高GPS的精度和抗干扰、抗攻击、反利用能力，极力保持其霸主地位；俄罗斯克服经济困难，坚持全面恢复和自主控制格罗纳斯(GLONASS)系统；欧盟一直致力于建设独立的伽利略(GALILEO)系统；此外，在中国周边，印度、日本也在积极谋求建设独立自主的卫星导航系统。大家都认识到，要有自主的系统，这是不容质疑的。”

　　在这场看不见硝烟的竞争中，中国人走出了一条自己的路。1983年，“两弹一星功勋奖章”获得者、中国科学院院士陈芳允创造性地提出了双星定位设计方案，即利用两颗地球静止轨道卫星，实现一个区域的导航定位。在这一设想的基础上，北斗一号双星定位系统开始了积极地立项论证。1994年，国务院和中央军委批准了这一双星定位系统立项报告，中国开始了自己的第一代卫星导航系统的研制建设。

　　“2000年10月31日北斗一号01星发射，12月21日北斗一号02星发射。2003年5月25日又发射了北斗一号03星，作为系统的备份星。经过近3年的调试、测试和试运行，2003年12月15日，中国第一代卫星导航系统——北斗一号系统正式开通运行。”李长江介绍说，利用两颗地球静止轨道卫星实现区域导航定位属于世界首创，具有鲜明的中国特色，而且投资很少。

　　“这一突破意义重大，这是继美国的GPS系统和俄罗斯的格罗纳斯系统之后，全球第三个建成并投入使用的卫星导航定位系统。正如北斗卫星导航系统工程总设计师孙家栋院士所说，我们实现了从无到有，解决了卫星导航系统的有无问题。”谢军说。

　　北斗一号双星定位系统的突出特点是，构成系统的空间卫星数目少、用户终端设备简单、一切复杂性均集中于地面中心处理站，其主要功能包括：

　　定位——快速确定用户所在地的地理位置，向用户及主管部门提供导航信息。

　　通信——用户与用户、用户与中心控制系统间均可实现双向简短数字报文通信，就如同使用手机发短信一样，这是北斗一号系统独有的一项功能。目前，这项功能特别得到渔政、水文监测和森林防火部门的青睐，在抢险救灾中也发挥了巨大作用。事实上，普通百姓第一次听说“北斗”，大多是在2008年汶川抗震救灾期间。当时，在基础设备损坏，通信中断的情况下，救援部队紧急配备了1000多台“北斗一号”终端机，实现了各点位之间、点位与指挥部之间的直线联络，为抗震救灾发挥了重要作用。

　　授时——中心控制系统定时播发授时信息，为定时用户提供延时修正值。这也是一项非常重要的功能。在军事领域，联合攻击之所以能够精确打击目标，是因为通过卫星定位和高精度授时对目标进行了多维锁定。在民用领域，例如电力部门，电力传输设备运行时间如果不同步，轻则运行设备失控，重则造成整个地区电网瘫痪。

　　李长江告诉《瞭望》新闻周刊，目前，北斗一号系统已经得到成功运用。但北斗一号也有其缺陷：双星定位，只能为终端用户提供经度和纬度，无法提供高度数据；只能覆盖中国及其周边地区，不能覆盖两极地区，赤道附近定位精度差；无法在高速移动的平台上使用，用户无法保持无线电静默，因而不能满足高动态和保密的军事用户要求；用户数量受一定限制。而且北斗一号卫星寿命为8年，其中北斗01星、北斗02星寿命即将到期，因此发射新一代北斗卫星势在必行。