有了GPS为啥还要搞“北斗”?
时间:2017-11-21 发布者:中新创 浏览次数:次
如今,首次发射的北斗三号卫星则是向全球提供服务。
一直以来,很多声音都认为北斗能和美国的GPS一决高下,可也有一些人认为,中国发展北斗导航毕竟时日尚短,怎么能跟“资历很深”的GPS相抗衡?
北斗真实实力究竟如何,是被过度高估了吗?笔者选取了前段时间发过的一篇旧文以飨读者。
1.有了GPS,为啥还要搞“北斗”?
GPS全称为Global Positioning System,隶属于美国空军,能为全球用户提供低成本、高精度的三维位置、速度和定时等导航信息。
这个系统主要包含民码和军码两种信号,二者精密级别不在一个量级,前者是毫米级别,后者是分米级别。
GPS有多强大?
军事方面:目前,美国几乎所有的飞机、坦克、舰船、单兵、制导弹药都在使用GPS。
在战场上,制导的重要性毋庸置疑。
典型的应用是在1991年海湾战争时期,美国轰炸伊拉克水电站,至少需要数百吨常规弹药,并且,轰炸机面临着巨大的防空火力威胁。而基于GPS和图像制导的导弹,只需两颗——一颗炸出缺口,第二颗沿着缺口飞进去,在百公里外发射便可自动飞向目标。
第二次海湾战争期间,甚至出现了导弹顺着新闻大楼通风口一直钻下去的高精度袭击场景。
此外,对于战场指挥系统,特别是大空间跨度的指挥,的时间同步也是非常重要的,GPS都可以做。
民用方面:离开了GPS,手机不能导航,微信不能共享位置,各种地图都不能用......
离开了GPS,国家的电网都会没那么稳定。
离开了GPS,各大股票/大宗商品交易所的时间没法同步(GPS可做到纳秒级别授时),为确保安全,金融效率会降低很多,还玩什么高频交易、超短线?
离开了GPS,科学界现在的大气、重力场、地球磁场、地球板块运动、地震及火山自然灾害、地球洋流和海平面变化、冰川运动和融化等研究,就基本可以退回到20年前的状态了,这些年上述领域的重大突破都和GPS有紧密关系。
离开了GPS,自动驾驶技术、精密农业、民航飞机高精度起飞降落自主导航,都是梦。
离开了GPS,超大工程定位,比如港珠澳大桥、高铁、突破人类天际的各个中国大桥,就没那么多中国速度了,测量与校正就足够折腾的。
然而,这么重要的GPS,极易被控制。
如果完全依赖GPS,美国加上了干扰,怎么办?或者,根本不让你用了呢?还有更极端的,干脆给你发送虚假的GPS信号呢(GPS的干扰、欺骗都容易实现)?
那么,轻则汽车、轮船等走错路,重则导弹攻击错误目标,打到自己也极有可能。
在美国GPS一家独大之时,美国军方在所有民用信号上放了干扰。后来俄罗斯格洛纳斯(GLONASS)系统出现,美国为了应对竞争才取消了这个干扰(2000年5月2日)。从图中可以看出,取消干扰后,民用信号的定位精度直接从百米级提高到了今天的米级。
曾经高度依赖美国GPS系统的印度也吃过大亏。
1999年,印巴卡吉尔(Kargil)战争期间,美国觉得不能让印度太得瑟,就直接关闭了印巴战区的所有GPS服务,导致印度的武器和士兵瞬间“失明”,遭受了巨大的损失。
后来,印度痛定思痛,放弃了自己原先开发的GPS增强系统及与GPS相关的卫星,自己做了一套区域性的导航系统。
2.大国重器,必须靠自己!
实际上,早在1970年,我国就提出了关于卫星导航技术的论证方案——“灯塔”项目,与美、苏在同一时期,后来,因国内外形势变化被迫下马。
海湾战争给全世界“上了一课”,大家都深刻意识到卫星导航系统的巨大价值。
1993年7月23日,美国无中生有地指控中国“银河”号货轮将制造化学武器的原料运往伊朗。当时,“银河”号正在印度洋上正常航行,突然船停了下来。事后大家才知道,这是因为当时美国局部关闭了该船所在海区的GPS导航服务,使得船不知道该向哪个方向行驶。
“银河号事件”使我们清楚地意识到:卫星导航,我们一定要自己搞出来!
1994年,我国开始进行北斗一号的研制工作;
2000年,发射了两颗静止轨道卫星,实现了区域性(仅限于亚太地区)卫星导航;
2003年,又发射了一颗备份卫星,北斗一号正式完工,我国已经在军事领域(战术武器等)摆脱了对GPS的依赖。
按原计划,我国只需研发出北斗一号应用于亚太地区即可,在全球性应用方面寄望于与欧盟计划共同推出伽利略系统。
2000年,伽利略系统立项;
2003年,我国加入该项目,投资超过2亿欧元,并迅速成立了中欧卫星导航技术培训合作中心。
然而,造价仅仅相当于一个欧洲中型机场的伽利略系统(35亿欧元)进展很不顺利,欧盟麾下各国明争暗斗,导致这个项目被不断推迟——计划于2006年前后建成的系统至今仍未完成。中国虽然是投资方,却被不断排挤,欧盟很多核心技术的研究都把中国排除在外。
中国果断决定:自己干!
2007年,中国开始正式建设自己的北斗卫星导航系统,也就是我们熟知的北斗二代。
到了2012年,我们已经发射了16颗卫星,覆盖了亚太地区。
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