2010年1月17日凌晨，北斗二號(hào)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的第三顆衛(wèi)星成功發(fā)射。此前，第一、二顆北斗二號(hào)衛(wèi)星分別于2007年4月和2009年4月發(fā)射。衛(wèi)星發(fā)射間隔越來越短，預(yù)示著北斗二號(hào)進(jìn)入了加速組網(wǎng)階段。

　　衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是一種以衛(wèi)星為導(dǎo)航臺(tái)的無線電導(dǎo)航系統(tǒng)，除了能夠提供眾人熟知的米級(jí)的高精度位置信息外，還能夠?yàn)橛脩籼峁﹥?yōu)于0.1米／秒的高精度速度信息和優(yōu)于50納秒的高精度時(shí)間信息。普通用戶只需要一次性付出幾百元人民幣購買一臺(tái)衛(wèi)星導(dǎo)航終端，就可以在任意時(shí)間、任意可接收衛(wèi)星信號(hào)的地點(diǎn)免費(fèi)獲得自身的位置、速度和時(shí)間等信息。

　　由于眾多突出優(yōu)點(diǎn)，衛(wèi)星導(dǎo)航已成為實(shí)現(xiàn)高精度、全天時(shí)、全天候、陸�？仗煲惑w、導(dǎo)航定位授時(shí)的最佳手段，廣泛應(yīng)用于經(jīng)濟(jì)社會(huì)和國防安全的各個(gè)領(lǐng)域。

　　在經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域，衛(wèi)星導(dǎo)航為通信、電力、金融等國家經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)行業(yè)提供低成本、高精度的時(shí)間同步，為交通運(yùn)輸、商業(yè)物流、建筑工程、漁業(yè)生產(chǎn)、礦藏開發(fā)、資源普查、災(zāi)害監(jiān)測(cè)、公共安全、生命救助、個(gè)人移動(dòng)電話定位、競(jìng)技體育等各行各業(yè)提供高精度定位、測(cè)速服務(wù)。衛(wèi)星導(dǎo)航已成為繼移動(dòng)通信和互聯(lián)網(wǎng)之后信息產(chǎn)業(yè)第三個(gè)重要的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。

　　在國防領(lǐng)域，衛(wèi)星導(dǎo)航已成為建設(shè)信息化軍隊(duì)、打贏信息化戰(zhàn)爭的重要基礎(chǔ)和保證，在聯(lián)合作戰(zhàn)指揮、戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)感知、軍事載體及人員引導(dǎo)與定位、精確打擊、情報(bào)偵察、戰(zhàn)場(chǎng)目標(biāo)屬性識(shí)別等方面發(fā)揮著重要作用。衛(wèi)星導(dǎo)航已成為軍事戰(zhàn)斗力的有機(jī)組成部分和作戰(zhàn)效能倍增器。

　　今后20年衛(wèi)星導(dǎo)航發(fā)展的趨勢(shì)

　　在目前GPS系統(tǒng)取得了廣泛而成功應(yīng)用的基礎(chǔ)上，美國于1999年提出了GPS現(xiàn)代化計(jì)劃，對(duì)GPS進(jìn)行全面改進(jìn)。其改進(jìn)的動(dòng)力來源于導(dǎo)航戰(zhàn)能力嚴(yán)重不足、應(yīng)用需求不斷提高和多個(gè)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)之間的競(jìng)爭加劇。其中提升導(dǎo)航戰(zhàn)能力是最主要和最根本的出發(fā)點(diǎn)。此后，意在全面恢復(fù)和提升GLONASS的GLONASS優(yōu)先發(fā)展計(jì)劃、建設(shè)中的Galileo等，均提出了與GPS現(xiàn)代化計(jì)劃相似的發(fā)展目標(biāo)。上述改進(jìn)或建設(shè)中的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)代表了今后20年衛(wèi)星導(dǎo)航發(fā)展的趨勢(shì)，它們的主要技術(shù)特點(diǎn)包括：

　　首先，系統(tǒng)性能進(jìn)一步提升。提升的主要目標(biāo)包括提高定位授時(shí)精度、提升弱信號(hào)接收能力、增強(qiáng)完好性等。

　　其次，導(dǎo)航戰(zhàn)能力大幅度增強(qiáng)。1997年,美軍針對(duì)GPS在使用過程中會(huì)受敵方干擾的情況，最早提出了導(dǎo)航戰(zhàn)概念，即“在復(fù)雜電子環(huán)境中，使己方部隊(duì)有效地利用衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，同時(shí)阻止對(duì)方使用該系統(tǒng)”。美軍的這一理論是在單一的GPS導(dǎo)航系統(tǒng)背景下提出的，在多系統(tǒng)并存的背景下，導(dǎo)航戰(zhàn)的概念和理論體系也在不斷深化。

　　最后，在國家PNT體系結(jié)構(gòu)的框架下發(fā)展衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。為解決目前導(dǎo)航手段眾多但缺乏一體化定位導(dǎo)航授時(shí)(PNT)體系結(jié)構(gòu)指導(dǎo)的問題，美國國防部和運(yùn)輸部于2006年聯(lián)合發(fā)起了一項(xiàng)國家PNT體系結(jié)構(gòu)研究。該項(xiàng)研究的目的是制定一個(gè)全面的國家層面的PNT體系結(jié)構(gòu)，到2025年前后為美國提供更加有效和高效的PNT能力，并為現(xiàn)存的各種導(dǎo)航系統(tǒng)和服務(wù)探索一條漸進(jìn)的發(fā)展道路。

　　這一研究體現(xiàn)出，美國已開始從高于衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的角度綜合考慮所有可能的PNT手段，并從整體優(yōu)化的角度規(guī)劃美國的國家PNT體系結(jié)構(gòu)。這是衛(wèi)星導(dǎo)航發(fā)展到一定階段的必然要求，將對(duì)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展產(chǎn)生積極的作用。

　　北斗二號(hào)系統(tǒng)擁有自己的亮點(diǎn)

　　衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)作為國家安全與經(jīng)濟(jì)社會(huì)的核心基礎(chǔ)設(shè)施，決不能依賴國外系統(tǒng)。我國衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的建設(shè)分了三步走。第一步，北斗一號(hào)系統(tǒng)，已于2003年建成并投入運(yùn)營；第二步，北斗二號(hào)區(qū)域系統(tǒng)，于2004年啟動(dòng)，預(yù)計(jì)2012年建成；第三步，覆蓋全球、高精度的北斗二號(hào)全球系統(tǒng)，預(yù)計(jì)2020年建成。

　　已建成的北斗一號(hào)系統(tǒng)由兩顆地球靜止衛(wèi)星、地面控制系統(tǒng)和用戶終端等三部分組成，又稱為“雙星定位系統(tǒng)”。其用戶終端定位時(shí)需要發(fā)射定位申請(qǐng)信號(hào)，由位于北京的地面中心站解算出用戶位置，再通過衛(wèi)星傳送給用戶。除了定位功能外，北斗一號(hào)還具有獨(dú)特的衛(wèi)星短消息通信功能，兩個(gè)北斗用戶哪怕相距遙遠(yuǎn)高山阻隔，只要都能看見北斗衛(wèi)星，就能夠在1秒內(nèi)實(shí)現(xiàn)短消息通信。

　　北斗一號(hào)系統(tǒng)的建立，打破了美國和俄羅斯在這一領(lǐng)域的壟斷地位，使我國成為世界上第三個(gè)擁有自主衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的國家。

　　北斗一號(hào)系統(tǒng)已連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行6年多，在部隊(duì)邊防巡邏、作戰(zhàn)指揮、訓(xùn)練演習(xí)、后勤保障、搶險(xiǎn)救災(zāi)等軍事活動(dòng)中發(fā)揮了重要作用，如在2008年汶川抗震救災(zāi)中，北斗一號(hào)導(dǎo)航系統(tǒng)就發(fā)揮了獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。此外，北斗一號(hào)系統(tǒng)在漁政漁業(yè)、水文監(jiān)測(cè)、森林防火等方面也得到了成功應(yīng)用。

　　受工作原理限制，北斗一號(hào)工作區(qū)域局限于我國及周邊地區(qū)，只能為中低動(dòng)態(tài)用戶提供定位服務(wù)，不具備測(cè)速功能，不能滿足精確制導(dǎo)的需要。尚不能滿足我國國防建設(shè)和國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)長期發(fā)展的需求。

　　北斗二號(hào)系統(tǒng)包括區(qū)域和全球兩個(gè)發(fā)展階段，全球系統(tǒng)相對(duì)區(qū)域系統(tǒng)除了覆蓋范圍擴(kuò)大外，其定位精度、導(dǎo)航戰(zhàn)能力均有顯著提升。它們的定位原理和GPS、GLONASS、Galileo完全相同，用戶終端無須發(fā)射信號(hào)，僅需要同時(shí)接收四顆以上的衛(wèi)星信號(hào)，即可解算出自身的位置。與此同時(shí)，北斗二號(hào)還保留并加強(qiáng)了北斗一號(hào)的短報(bào)文通信功能，這也是北斗二號(hào)不同于GPS、GLONASS、Galileo的一大特色。北斗二號(hào)建成之后將與GPS、GLONASS和Galileo系統(tǒng)并列成為四大全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。

　　在應(yīng)用方面，由于定位原理相同，精度相當(dāng)，GPS目前所涉及的軍民各種應(yīng)用領(lǐng)域，北斗二號(hào)同樣可以勝任。此外，強(qiáng)化后的短消息通信功能將成為北斗二號(hào)相對(duì)其他系統(tǒng)的一大亮點(diǎn)。

　　北斗系統(tǒng)發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)

　　我國衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的建設(shè)起步與美俄相比晚了約20年。經(jīng)過十多年的努力，我國在技術(shù)上取得了長足的進(jìn)步，系統(tǒng)建設(shè)和應(yīng)用也取得了一系列成果，具備了全球系統(tǒng)建設(shè)的能力，但我們更應(yīng)清醒地認(rèn)識(shí)到我們所存在的不足和面臨著的挑戰(zhàn)：

　　第一，需大力強(qiáng)化北斗二號(hào)的導(dǎo)航戰(zhàn)能力。北斗二號(hào)加速組網(wǎng)，將全面解決我國在衛(wèi)星導(dǎo)航定位領(lǐng)域的有無問題。但軍事導(dǎo)航系統(tǒng)的建設(shè)決不能滿足于僅僅解決有無，還必須具備強(qiáng)對(duì)抗環(huán)境下的生存能力。要在未來導(dǎo)航對(duì)抗條件下立于不敗之地，必須進(jìn)一步加快導(dǎo)航戰(zhàn)理論方法研究與工程實(shí)踐的步伐。

　　第二，要高度重視國家基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)的導(dǎo)航定位授時(shí)安全問題。我國的衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用近年來發(fā)展迅速，但是絕大多數(shù)應(yīng)用都是建立在美國的GPS基礎(chǔ)之上。通信、電力、金融、交通等經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)性行業(yè)廣泛依賴GPS進(jìn)行授時(shí)，多個(gè)城市曾出現(xiàn)過GPS信號(hào)中斷后移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)癱瘓的嚴(yán)重事件。即使將來改用北斗系統(tǒng)進(jìn)行授時(shí)，也只是擺脫了對(duì)GPS的依賴性，并沒有從根本上解決易受電磁干擾這一衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)固有的脆弱性問題。因此，經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)領(lǐng)域同樣需要采用抗干擾設(shè)備或系統(tǒng)冗余備份等策略來提高其運(yùn)行的安全穩(wěn)定性。

　　第三，應(yīng)加強(qiáng)自主創(chuàng)新，占領(lǐng)導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)鏈上游。目前，GPS已占領(lǐng)中國衛(wèi)星導(dǎo)航民用市場(chǎng)99%的份額，伽利略系統(tǒng)也瞄準(zhǔn)了中國巨大的市場(chǎng)，北斗系統(tǒng)的應(yīng)用面臨著在夾縫中求生存的狀況。北斗二號(hào)民用信號(hào)是公開信號(hào)，北斗二號(hào)導(dǎo)航終端的技術(shù)與GPS終端技術(shù)相似度很高，如果不能在導(dǎo)航終端和導(dǎo)航應(yīng)用上掌握核心技術(shù)，我們?nèi)匀粚⑻幱趯?dǎo)航終端產(chǎn)業(yè)鏈的下游。

　　綜上所述，北斗二號(hào)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的加速組網(wǎng)，仍然還是我國衛(wèi)星導(dǎo)航事業(yè)的起步。推動(dòng)我國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航事業(yè)的快速發(fā)展，為我國國防安全與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展發(fā)揮重要作用，任重而道遠(yuǎn)。(莊釗文 王飛雪）