锦衣卫官职等级:探秘"北斗"导航系统 专家：国家安全不能依赖洋货

第九颗北斗导航卫星今晨（27日凌晨）在西昌成功发射升空。 新华社发

　　第九颗北斗导航卫星今晨升空，北斗系统今年10月提供具备连续导航能力的区域性初始服务

　　27日凌晨5时44分，“长征三号甲”运载火箭喷射出橘红色烈焰，托举着第九颗北斗导航卫星直冲九霄。这颗卫星的成功发射，标志着中国北斗区域卫星导航系统建设又迈出坚实一步。

　　今年4月10日，第8颗北斗卫星成功发射后，已经标志着中国继美国的GPS、俄罗斯的GLONASS系统之后，成为又一个拥有自主卫星导航系统的国家。我国为何发展自主卫星导航系统？建设“北斗”系统有何战略规划？何时能够形成堪比GPS、具备稳定便捷导航能力和广阔市场前景的全球定位系统？羊城晚报记者对话多位权威专家，揭开“北斗”系统的神秘面纱。

    这是载有第九颗北斗导航卫星的“长征三号甲”运载火箭点火升空（7月27日摄）。 新华社记者 金立旺 摄

　　曹冲：卫星导航是国家重要基础设施，对国防安全和经济建设贡献巨大。此外，卫星导航本身是一个高技术产物，发展我国的导航事业对于推进国家整体科技水平提高也有重大意义。

　　早期的“北斗”是试验系统，与GPS或者欧洲的“伽利略”、俄罗斯的“格洛纳斯”系统相比还有比较大的差距，而且用户数量有限，工作过程还比较复杂，不是接收信号就能定位，必须有发射机向导航卫星发出定位请求，再由卫星发回定位信号。这使得终端设备个头大、成本也较高，一万多元才能买一套，应用范围和用户数量受到限制。目前，我们通过早期导航试验系统积累的经验，正在逐步形成正式的导航系统，与国际先进水平的差距也正在缩小。

    7月27日5时44分，我国在西昌卫星发射中心用“长征三号甲”运载火箭，成功将第九颗北斗导航卫星送入太空预定转移轨道，这是北斗导航系统组网的第四颗倾斜地球同步轨道卫星。这次北斗导航卫星的成功发射，标志着我国北斗区域卫星导航系统建设又迈出了坚实一步。这是人们冒雨观看卫星发射（7月27日摄）。 新华社记者 金立旺 摄

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　　“北斗”系统建设三步走

　　预计今年十月服务升级

　　羊城晚报：我国发展北斗卫星导航系统遵循“三步走”战略，具体情况如何？

　　郭树人：1983年，航天专家陈芳允院士在国内首次提出利用两颗地球静止轨道通信卫星实现区域快速导航定位的设想，1994年，我国启动北斗卫星导航系统建设，目标是提供“独立自主、开放兼容、技术先进、稳定可靠”的卫星导航服务，按照“三步走”战略稳步推进。

　　第一步，组建卫星导航试验系统。我国于2000年建成了由2颗北斗导航试验卫星组成的试验系统，与国外同类系统相比，北斗试验系统的优点是投资少，组建快，尤其是具有通信功能，特别适用于需把导航与通信相结合的用户。

　　“5·12”汶川地震中，来自汶川县城的第一条灾区信息就是通过北斗卫星传输出来的。震后灾区通信瘫痪，灾情无法掌握。震后次日中午12时，北斗试验系统接收到距汶川县城40公里处发来的定位请求。这是武警四川总队一支小分队携带试验系统终端机，正沿317公路以每小时6公里的速度向汶川挺进，他们通过北斗导航卫星特有的短信功能，将灾区的信息传递出来，在实现自我定位的同时，也为指挥救援提供了有效途径。在玉树地震救援中，北斗导航试验系统同样发挥了重大作用。

　　但是，也应该看到试验系统的一些缺陷，比如不能实现连续定位，而是一种应答式定位，飞机、汽车等高速移动的交通工具里无法使用。另外，试验系统有容量限制，卫星转发器总容量限制了用户的开发。

　　第二步，在2012年完成14颗卫星发射任务，组成区域性、可以自主导航的定位系统。区域系统将为中国及周边地区的用户提供陆、海、空导航定位服务，为航天用户提供定位和轨道测定手段，满足导航定位信息交换的需要等。

　　第三步，在2020年前，建成由30多颗卫星组成的、与GPS一样覆盖全球的全球导航系统。

　　郭树人：第8颗北斗卫星的成功发射，标志着北斗区域卫星导航系统基本建成，自主卫星导航系统建设进入新阶段。中国成为继美国、俄罗斯之后，又一个拥有自主卫星导航系统的国家。第8颗北斗卫星上天后，预计于今年10月可以为亚太地区、包括西太平洋和印度洋的一部分区域，提供用户数量不受限制、连续导航、性能较高、区域性初始服务的导航系统。这将引导下游的研发、生产单位开发出国产北斗导航芯片、导航终端，逐步提高“北斗”系统的影响力。

　　曹冲：北斗系统的建设计划在今、明两年发射多颗卫星上天，形成14颗卫星组成的星座，其中有5颗同步卫星，5颗倾斜轨道卫星，还有4颗中轨卫星。14颗导航卫星将使北斗导航系统能够正式提供服务。到2020年，将有30多颗北斗导航卫星在轨，形成全球导航系统。

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　　独有短信功能如何与GPS共存

　　打造“一机双卡”

　　郭树人介绍，北斗卫星导航系统将提供高质量的卫星导航服务，包括开放和授权两种服务类型。开放服务将面向大众用户免费提供高可靠性的定位、测速和授时服务，定位精度10米，测速精度0.2米/秒，授时精度10纳秒；授权服务面向专业用户提供更高精度的定位、测速、授时服务，此外还能提供短报文通信、差分服务以及系统完好性的信息服务。

　　基于北斗卫星导航系统的民用车载导航仪预计在明年推出，北斗卫星导航系统功能如此强大，是否意味着会取代GPS？

　　对此，曹冲认为，“北斗导航不会取代GPS，而是与之互补”。他解释，北斗与GPS的竞争最终还是在导航仪等终端设备上。目前的基本思路，是将北斗跟GPS捆绑在一起，用类似于手机“一机双卡”的模式，令双模系统在一台导航仪上兼容使用，互相自动切换，从而提高定位精度。

　　在导航仪中，接收机芯片是最核心的技术。要实现北斗和GPS两套系统的“一机双卡”模式，需要在同一个芯片中容纳两个导航系统，并在不同环境下对不同的信号进行联合处理，还要保持工作的稳定性。曹冲认为，这是目前研发的难点，比如接收天线的研制就比较复杂，还要做相当多的工作。

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　　未来产值可达数百亿

　　广东仍缺核心竞争力

　　郭树人介绍，目前，全球只有美国的GPS、俄罗斯的格洛纳斯、欧洲的伽利略和中国的北斗四个系统，日本、印度也在建自己的导航系统，但还没有形成系统。在四大全球系统中，美国的GPS遥遥领先；俄罗斯的格洛纳斯导航精度较高，但目前遭遇资金困境；欧洲的伽利略正在恢复建设中，其进度比中国慢，目前仅有两颗试验性卫星在太空运行。预计到2020年北斗全球导航系统建成后，能在市场排到第二位。

　　GPS发展到现在，每年产值已达数百亿美元，预计到2020年，这个数字可达到4000亿美元。同样地，北斗系统也可以带动数百亿元人民币产值。曹冲介绍，芯片、板卡占导航设备价值的50%—65%。未来在北斗二代组网之后，兼容北斗二代的GPS芯片将占卫星导航芯片市场的30%以上，因而与北斗二代相关的芯片与模块的制造产业就能产生约70亿元人民币的收入。

　　面对庞大的市场，作为导航设备产业大省，广东的厂家准备好了么？

　　广州海格通信集团股份有限公司副总工程师刘彦指出，广东省卫星导航芯片的研发和生产目前尚跟不上整机制造业发展的步伐，面上红火的导航接收设备缺少“中国芯”、“广东芯”。

　　作为全球重要的电子信息产品制造基地，广东涉及导航、定位的相关企业超过400家，产品产值约占全国60%，应用产值约占全国30%。在北斗系统的民用产业化过程中，广东具有无可比拟的产业优势。然而，在高端人才、技术研发能力、产业管理和规划等方面还较欠缺。

　　刘彦分析，目前广东从事卫星导航接收终端生产的企业有300多家，占省内相关企业总数的80.5%，显示出产业整体技术水平较低的问题。除了电子地图数据采集和编制行业受国家法律保护，外国厂家无法涉足外，其他核心的芯片、模块基本上都来自国外。从系统竞争的观点看，广东的导航产业做的是全球产业链的中下游，大量的中小企业重复投资，缺乏核心竞争力。

　　已经建立的卫星导航系统：

　　美国全球定位系统（GPS）：GPS是目前唯一覆盖全球的系统，由美国政府于上世纪70年代开始进行研制，并于1994年全面建成。GPS信号分为民用的标准定位服务和军用的精确定位服务两类，民用定位精确度在10米左右，军用精度在10米以内。

　　俄罗斯格洛纳斯全球导航卫星系统（GLONASS）：目前只覆盖俄罗斯境内，精度为6米，未来两三年内可精确到1至2米。格洛纳斯系统计划在年底前组网完毕，目前，俄罗斯许多战机和舰艇都使用了“双G(GPS/GLONASS)系统”。

　　中国北斗导航系统：目前只覆盖中国境内，是中国自行研制开发的区域性有源三维卫星定位与通信系统（CNSS），是继美国的GPS和俄罗斯的格洛纳斯之后第三个成熟的卫星导航系统。北斗卫星导航定位系统目前已经发射了9颗卫星，计划于2012年覆盖亚太地区，2020年扩充为全球卫星导航系统。

　　正在建设的卫星导航系统：

　　欧盟伽利略定位系统（Galileo）：欧盟在1999年初正式推出“伽利略”计划，部署新一代定位卫星。该方案由27颗运行卫星和3颗预备卫星组成，可以覆盖全球，位置精度达数米，亦可与美国的GPS系统兼容，总投资为35亿欧元。

　　日本准天顶卫星系统(QZSS)：服务只覆盖于东亚地区，预计由3颗卫星组成，但目前只发射了一号机“导引号”。2012年全部发射完成后，将形成全时段覆盖，为日本军事机构和企业提供导航服务。

　　印度静地轨道增强导航系统（GAGAN）：今年5月21日，搭载印度首个GAGAN导航系统的GSAT-8通讯卫星在法属圭亚那的库鲁发射场成功升空。这是首个成功发射的印度静地轨道增强导航系统，它将被用于印度次大陆和周边地区的航空导航。（羊城晚报记者 王普，发自北京）