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中国北斗导航系统组网速度有多快:1年就射10箭18星

GPS的出现,为人类战争史贡献了一个新词“外科手术式打击”,该词起源于1990年的海湾战争,GPS精密制导武器崭露头角。最典型的例子是原本需要数十架轰炸机、投弹数百吨才能完成的水坝轰炸任务,变成仅需2枚导弹在数百公里外突袭发射即可,甚至第二枚可以通过第一枚炸开的大坝缺口钻进去。后续战争中,各种精准打击的例子比比皆是。目前,美军除了子弹以外几乎所有会动的武器、装备、士兵都携带了GPS定位模块。

它对于民用的意义也极大。我们日常生活中用到的定位服务,包括但不限于地图导航、共享单车/打车等,都依赖GPS。大型电网、金融交易、电信通讯等都需要星上原子钟精密授时。科学领域,很多研究地球重力场、磁场、板块运动、大气、海洋、冰川、自然灾害的卫星,都需要GPS系统帮助卫星精密定轨。大型基建工程,例如高铁、大桥、机场建设,也需要GPS标定。新兴技术中自动驾驶、精准农业亦是如此。

但GPS是不以你的利益为第一位的,它是以美国利益为第一位,无可厚非。早期,GPS系统在所有的民用信号上放了干扰。后来为应对俄罗斯/苏联的格洛纳斯系统挑战,取消了这个干扰(2000年5月2日),然后定位精度就得到极大提高。

去除主动干扰后,GPS定位精度大大提高(图自:schlaggo.de)

作为运营者,停止GPS服务、增加干扰、乃至提供虚假位置服务信息,都具有可执行性,这不仅对于民用,对于军用更是致命的。1999年印巴Kaigil战争期间,美国直接关停了印巴战区的所有GPS服务,导致双方依赖GPS的设备无法使用,给双方造成巨大损失。这件事情之后,印度彻底放弃了原本依赖GPS增强印度地区服务的卫星导航系统建设,决心自己做一套独立的系统(现在仅有日本的QZSS/准天顶系统是依赖GPS)。

欧盟亦是如此想法,可是中国曾经抛出橄榄枝后并没有所以然,核心技术对我们依然是封锁的。那么问题来了,中国不依赖GPS、改成依赖伽利略系统就是好事情了?印度都在搞自己家的系统,我们要不要自己搞一套?

于是过去20多年内,中国航天人筚路蓝缕,以启山林,从实验阶段开始走,逐渐实现区域有源定位(2004)、区域无源定位(2012)和全球无源定位(2020),这就是北斗一代、二代和三代,逐步掌握独立自主的核心技术。现在是北斗三代建设的核心期,大概将在2020年完成全部建设。

二、 北斗有哪几个特点?

在我国长期航天技术积累和导航系统技术发展的后发优势下,我国采取了一套与其他任一导航系统都截然不同的思路。

1。 三种轨道

目前另外三个全球卫星定位系统都采用距离地面20000千米左右的中圆卫星轨道,而北斗是唯一采用三种轨道搭配的星座:27颗卫星处在距离地面21500千米的中圆轨道,分布在三个轨道面上,保持55度倾角;5颗卫星采取赤道上空35800千米高的地球静止轨道;3颗卫星处在地球同步轨道(也接近35800千米高)、保持约55度倾角。

GPS星座(左)和北斗星座(右)的对比(左图来源:Wikipedia)