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浅谈卫星导航系统


评论(0)|2016-05-25|发布:罗长青 |收藏

  [摘 要]卫星导航系统已成为国家安全、经济和社会发展的重大空间信息基础设施,在国防领域是信息化战争的重要保证,是作战效能的倍增哭器。我国北斗卫星导航系统的起步及北斗一号、北斗二号卫星导航系统的发展及应用,为我国及亚太地区提高连续无源定位、导航、授时等服务,打破了美国GPS的垄断地位,对国家安全、经济发展和世界和平,将具有划时代的意义和深远的历史影响。

  [关键词]卫星导航系统;GPS;北斗一号;北斗二号
  中图分类号:X824 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)10-0305-01
  卫星导航系统是当今世界最具发展前景和带动性的高科技领域之一,是最能发挥军民两用作用的航天系统,已成为国家安全、经济和社会发展不可或缺的重大空间信息基础设施。卫星导航技术是国家综合国力的重要组成部分。卫星导航已成为继移动通信和互联网之后信息产业第三个重要的经济增长点。在经济领域,卫星导航为通信、电力、金融等国家经济基础行业提供低成本、高精度的时间同步,为交通运输、商业物流、建筑工程、渔业生产、矿藏开发、资源普查、灾害监测、公共安全、生命救助、个人移动电话定位、竞技体育等各行各业提供高精度定位、测速服务。在国防领域,卫星导航已成为建设信息化军队、打赢信息化战争的重要基础和保证。在联合作战指挥、战场态势感知、军事载体及人员引导与定位、精确打击、情报侦察、战场目标属性识别等方面发挥着重要作用。卫星导航已成为军事战斗力的有机组成部分和作战效能倍增器。正因为这样,美国、俄罗斯、欧盟甚至包括日本、印度都不惜投入巨资建设各自的卫星导航系统。
  卫星导航系统是一种以卫星为导航台的无线电导航系统,除了能够提供众人熟知的米级的高精度位置信息外,还能够为用户提供优于0.1米/秒的高精度速度信息和优于50纳秒的高精度时间信息。普通用户只需要一次性付出几百元人民币购买一台卫星导航终端,就可以在任意时间、任意地点接收卫星信号免费获得自身的位置、速度和时间等信息。
  一、全球四大卫星导航系统
  当前全球有四大卫星定位系统,分别是美国的全球卫星导航系统GPS、俄罗斯的格洛纳斯(GLONASS)系统、欧洲在建的“伽利略(Galileo)”系统以及中国的北斗卫星导航系统。印度和日本也在开发自己的卫星导航系统,分别是印度的IRNSS,日本的QZSS。目前,在全球卫星定位系统方面,使用范围最广的就是美国的GPS全球定位系统。但随着全球导航卫星系统格局的不断变化,美国GPS系统“一统江湖”的时代已一去不复返了。俄罗斯的“格洛纳斯”系统在经历长期停滞后终于完成了部署;欧洲“伽利略”系统虽仍处于测试阶段,但其自主导航能力已经得到验证;“北斗”卫星导航系统也已正式向中国及亚太地区提供了服务。
  二、中国北斗卫星导航系统
  早在70年代,中国就出于国家安全战略和经济社会发展的迫切需要,为独立自主的卫星导航系统开展了研制工作。但也是由于认识局限、技术能力薄弱和投资巨大等方面的原因于80年代初下马,全国的军用还是民用导航产品都跟随使用美国的GPS。直到90年代台海危机让中国认识到了对美国的依赖是行不通的。卫星导航系统作为国家安全与经济社会的核心基础设施,决不能依赖国外系统。这样从1994年中国又恢复了北斗卫星导航系统的研制。此时我国卫星导航系统的建设起步与美相比已晚了约20年。经过十多年的努力,我国在卫星导航定位技术上取得了长足的进步,系统建设和应用也取得了一系列成果,具备了全球系统建设的能力。北斗卫星导航系统是我国在全球信息领域的一项重大基础工程,其意义深远!特别是对我国的军事能力的提升具有极为重大的意义。据介绍北斗在国防上的应用,能使作战效能提高100~1000倍,作战费效比提高10~50倍。北斗卫星卫星导航系统是我国国防能力的倍增器。
  我国北斗卫星导航系统的建设始终本着开放性、自主性、兼容性、渐进性四大原则在稳步向前推进。我国北斗卫星导航系统的建设已明确分为三步走。第一步,建成由3颗卫星组成的北斗卫星导航试验系统即北斗一号系统,该系统已于2003年建成并投入运营;第二步,建设北斗卫星导航系统即北斗二号区域系统,形成我国及周边地区的覆盖能力,于2004年启动,2012年已基本建成,共有16颗卫星组成,其中有5颗静止卫星,11颗非静止卫星,目前已基本覆盖了亚太地区;第三步,建立覆盖全球的、高精度的北斗二号全球系统,预计2020年建成,共由30颗卫星组成,其中静止卫星有6颗,非静止卫星24颗,将参与全球卫星导航的竞争。下面分别介绍北斗一号和北斗二号卫星导航系统的基本情况:
  2008年,中国GPS市场份额约300亿元人民币左右,北斗导航系统市场份额只有30亿元左右。从长远来看,北斗导航系统的产业发展潜力非常巨大。目前,交通运输、气象、渔业、水文监测、森林防火、电信、测绘等很多领域的客户已越来越多地选择北斗系统的终端设备和产品。在国内北斗用户数量已经达到十万以上。2010年穿梭在上海世博园区的300多辆新能源汽车,装备了我国“北斗二号”卫星接收模块的远程监控车载系统,管理人员可随时对每一辆车进行卫星定位、远程监控、状态评估、故障诊断和调度管理。根据国家产业规划,随着北斗导航系统不断完善,国内90%以上GPS用户都会最终选择北斗导航系统。目前,中国现有以GPS为核心的卫星导航产业正向北斗导航系统过渡。 据悉,作为北斗导航系统终端设备和产品的核心研发单位将计划于明年开发出基于北斗导航系统的国产手机导航芯片。2020年左右,北斗卫星导航系统建成后将提供覆盖全球的高精度、高可靠的定位、导航和授时服务。届时,中国卫星导航系统将和其它三家巨头并驾齐驱,对国家安全、经济发展和世界和平来说,将具有划时代的意义和深远的历史影响。


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