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“北斗”导航卫星迈向全球尚未可期

作者:admin 时间:2015-04-29 15:07

3月30日,西昌卫星发射中心成功发射首颗新一代北斗导航卫星。到2020年,北斗卫星导航系统将拥有35颗卫星,覆盖全球。据称,从10米级精确到厘米级,北斗卫星定位系统不仅可以分清车道,堵车时连汽车“蚂蚁爬行”的速度亦可监测到。   “北斗”是中国航天史上迄今为止规模最大、系统性最强、涉及最广、技术最复杂和建设周期最长的航天基础工程,更是中国国家安全、经济和社会发展不可缺少的重大航天资产。中国大陆不仅尽全力促使它茁壮成长,并且要将它推广到全球,使它成为中国航天产业的“金母鸡”。   中国卫星导航系统管理办公室主任冉承其认为,“北斗”对国内企业来说是一个机遇,“北斗”产品开发企业要转变理念,要从传统制造业向服务、信息产业转变,要与其他产业相融合,形成新的技术和服务。   独具特色   由于卫星导航系统对国家安全与经济皆有重要的影响力,因此各航天强国都竞相开发。目前,全球共有三个具备独立定位导航功能的卫星导航系统,即美国全球卫星定位系统(GPS)、俄罗斯的格洛纳斯系统(GLONASS)与中国“北斗”系统。在建的还有欧盟的“伽利略” 系统(Galileo)、印度区域卫星导航系统(IRNSS)与日本“准天顶”卫星系统(QZSS)。   规划于2020年覆盖全球的“北斗”卫星导航系统,其航天段计划由35颗卫星组成,包括5颗静止轨道卫星、27颗中地球轨道卫星、3颗倾斜同步轨道卫星。至2012年底,“北斗”系统先后发射了16颗卫星入轨,其中一颗是试验星,一颗因特殊原因不能正常工作,其余14颗卫星完成组网——5颗静止轨道卫星、5颗倾斜地球同步轨道卫星、4颗中地球轨道卫星,正式提供连续定位、导航、授时等服务。   目前“北斗”系统的民用定位精度为10米,大陆官方通过覆盖亚太地区的服务信号监测了解到“北斗”系统的服务性能满足10米级定位要求,部分地区性能优于指标要求,如在北京、郑州、西安、乌鲁木齐等地区,定位精度可达1米左右;在东盟国家等低纬度地区,定位精度可达5米左右。   “北斗”系统独具特色的地方是:用户可以一次传送120个汉字短信;其星座结构是多型轨道组成,可以更有效地在覆盖遮挡严重的地区(如高楼林立的城市,位于山体一侧的大坝桥梁等)进行定位;在低纬度地区,“北斗”的定位精度也优于GPS。   着力东盟   由于中国与东盟之间的良好外交关系,当前中国推广“北斗”卫星导航系统的国际市场主要着力于东盟。短短两年间,泰国、老挝、文莱与巴基斯坦都成为“北斗”系统的国家用户。   2013年1月19日,中国科技部宣布实施“中国东盟科技伙伴计划”,启动“中国-东盟联合实验室”、“中国-东盟技术转移中心”建设,在东盟各国合作建设“北斗”系统地面站网。同年3月,泰国和中国签署合作协议,泰国成为“北斗”系统的首个外国用户,总投资在20亿元人民币左右,包括卫星接收站与相关配套系统以及一座产业园,2014年建成后服务于泰国农业的灾害预警,还运用于泰国交通、电力、环境等很多领域。12月初,“北斗”地面增强系统(CORS)示范站在泰国春武里府的SKP创新产业园建成,泰国全境还将建设200个同样的基站。   2013年4月底,老挝和文莱也通过研究与合作协议初步采用“北斗”系统,成为“北斗”系统新的外国用户。老挝利用“北斗”系统协助展开联合打击鸦片种植的行动,以及在农业、林业管理方面的应用,提高老挝农林现代化管理水平,发展它的新农业。文莱与中国针对文莱现代化首都建设目标,在卫星导航芯片技术、终端产品、增值服务开发以及系统集成应用等领域展开密切而广泛的合作,为文莱提供符合当地需求的导航与位置服务产品,为当地带来更好的导航服务和更多就业机会。   从2011年开始,中国与巴基斯坦在北京举行了两次卫星导航领域合作会谈,并确定双方将在“北斗”卫星导航系统民用展示与推广、监测设施建设、培训和人才培养、民用技术联合开发等四个领域展开合作。2013年5月,中国总理李克强对巴基斯坦进行正式访问,双方签署航天等七大领域的合作协议,中巴确定在“北斗”卫星导航应用方面展开全方位合作。巴基斯坦继泰国、老挝、文莱之后,成为第四个采用“北斗”卫星导航系统的外国用户。中巴两国在“北斗”系统使用方面,既有民用合作,又有军用合作,这也是“北斗”系统在巴基斯坦和在其他国家使用的差异。   去年7月26日,来自泰国、马来西亚、文莱、印度尼西亚、柬埔寨、老挝、朝鲜、巴基斯坦等8个国家的19名学员代表参加由中国科技部国家遥感中心主办的年度“北斗”技术与应用国际培训班,学习与参观最新的“北斗”技术。这些学员均为各国卫星导航、遥感、地理信息系统、空间探测相关专业或从事相关管理工作的高级人员。该活动为东盟及亚洲其他地区国家提供以“北斗”卫星导航系统为主的航天信息技术培训,能使中国“北斗”系统加快进入亚洲国家。   尚存短板   除了向周边国家推广“北斗”系统应用服务,中国也在国内大力进行相关软硬件建设,扩大产业规模。中国正加速推动“北斗”系统地基增强系统建设,已经完成总体技术方案论证和关键技术展示验证。该系统由近200个基准站组成的框架网、1000余个基准站组成的区域加密网、数据处理中心等组成,通过移动通信、数位广播、卫星等播发手段及相关接收终端,构建起能为中国及周边地区提供广域米级/厘米级实时导航定位服务,以及区域毫米级立即寻址服务。   在关键性的“北斗”芯片模块开发方面,中国也进入实用化阶段。截至2014年第一季度,中国自主开发的“北斗”芯片模块累计出货已达200万片以上,在交通、气象、渔业等行业示范和珠江三角洲、长江三角洲等区域展示中等规模应用,具备“北斗”定位功能的智能手机已有4000万部,20多个品牌、涉及200多款车型的“北斗”车载导航接收机投入市场。至此,专业测绘产品正在逐步取代国外产品,自研的“北斗”系统高精度产品销量已接近5万套,占国内高精度应用市场的三分之一。   针对世界上多种卫星定位导航系统同时并存的状态,中国还积极开发同时兼容接收多个卫星定位信号的用户接收机。相对于单系统的接收机,多系统接收机具有定位更加可靠、精确和稳定等优点。因此,中国在开发“北斗”系统之初就决定开发兼容多系统信号的用户接收机,以利推进“北斗”的商业化与国际化。   2013年5月15日,据官方中新社报道,国防科技大学已研制成功一款新型卫星导航用户接收机,可同时接收“北斗”、GPS和GLONASS三种信号体制,定位精度达到10米以内。该用户接收机体积轻巧,大小和身份证相当,使用方便,可广泛应用于飞机、船舶、汽车等平台。   虽然“北斗”卫星导航系统迈向国际化的努力十分积极,但因目前其服务范围仅涵盖东亚区域,仍是一个区域性的导航系统。在部署进度方面,GPS遥遥领先,GLONASS正在积极提高,“北斗”要到2020年才能建成服务涵盖全球的系统。如何在时机上抢得先手,将考验着中国决策层的智慧。   此外,导航卫星设计和研制水平决定着系统的性能,“北斗”系统的卫星寿命、卫星钟水平、接收机质量等都是限制该导航系统发展的要素。中国须加大技术开发力度,并在未来发展中不断自主创新,争取在国际导航卫星研制领域占有一席之地。未来的卫星导航系统若想有持续的建设发展、满足全球用户的要求,也亟须国家持续的经费投入、人才培养和产业推广。


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