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北斗卫星导航系统的前世今生
来源: | 作者:ksadmin | 发布时间: 2799天前 | 5906 次浏览 | 分享到:
全球导航卫星系统(GNSS,Global Navigation Satellite System)。文中提到,“进入实质性运作阶段的全球导航卫星系统主要包括美国GPS、俄罗斯GLONASS(格洛纳斯)、欧洲GALILEO(伽利略)和中国北斗卫星导航系统(BDS)”。实际上,中国发展北斗卫星导航系统(BDS)的经历一波三折,堪称为国家励志版的“昨天你对我爱理不理,今天我让你高攀不起”。

全球导航卫星系统(GNSSGlobal Navigation Satellite System)。文中提到,“进入实质性运作阶段的全球导航卫星系统主要包括美国GPS、俄罗斯GLONASS(格洛纳斯)、欧洲GALILEO(伽利略)和中国北斗卫星导航系统(BDS”。实际上,中国发展北斗卫星导航系统(BDS)的经历一波三折,堪称为国家励志版的“昨天你对我爱理不理,今天我让你高攀不起”。

 那么,站在科普(八卦)的视角,“中国北斗导航系统的前世今生”究竟是怎样的一出大戏呢?

小博科普|北斗卫星导航系统的前世今生


(一)坊间传言:迷路的“银河号”和丢失目标的导弹

★★★“银河号”事件★★★

1993723日,美国以获得情报为由,指控中国“银河号”货轮向伊朗运输制造化学武器的原料,并威胁要对中国进行制裁。当时,美国局部关闭了该船所在海区的GPS导航服务,这条船变成无头苍蝇,不知道该向哪个方向行驶。同时,美国向“银河号”所在的国际公海,派出了两艘军舰和五架直升飞机。

 银河号被扣留长达三周之久,94日,“银河号”货轮上最后一个货箱被检查完毕,没有发现任何化学武器,“银河号”被迫中止正常航运长达33天。

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▲“银河号”货船

★★★丢失目标的导弹★★★

1995-1996年,第五次台海危机爆发。PLA(解放军)决定开展一次大规模军事演习,震慑一下对岸不懂事的小兄弟。

以下是坊间传言——

PLA向距离台湾附近的东海海域发射了3枚导弹,以示警告。发射的第一枚导弹准确命中目标,就在所有人为这次成功欢呼的时候,紧接着发射的第二枚和第三枚导弹突然无法追踪,最终导致导弹大大偏离了原定的落点范围。事后的军事分析表明,是美军做了手脚,这两次发射失败由GPS信号突然中断造成。

以下源引百度百科词条——

第一次导弹发射及军事演习

1995721日至728日,中国人民解放军从江西铅山导弹基地试射东风15导弹6枚,攻击预定目标,富贵角北方约70海里处。7211时,距离富贵角北方命中区481公里的铅山基地以东某地点,先后发射2枚东风15导弹;722日零时跟2时,先后试射2枚东风15导弹;7242时跟4时,先后发射2枚东风15导弹,6枚均命中目标区。

第二次导弹发射及军事演习

199638日至315日,中国人民解放军在福建永安和南平导弹部队基地,进行“联合九六”导弹射击演习。发射4枚东风15导弹点火升空,并迅速越过台湾海峡,飞向锁定目标。38日零时跟1时,从永安分别试射2枚东风15导弹,落在高雄外海西南30150海里目标区;而同步时间前后不到十分钟,381时,从南平发射一枚东风15导弹,落在基隆外海29海里处目标区。

1996312日至320日间,解放军海、空部队在东海与南海展开第二次实弹军事演习。航空兵力之战术操演和编队航行、火炮、导弹射击及海空联训,该岛离台湾当局实际控制的岛屿不足10海里。

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1996年美国两个航母战斗群靠近台湾海域

(二)伽利略计划:被始乱终弃的尴尬经历

在上世纪90年代的局部战争中,GPS出尽风头。利用GPS系统提供定位的导弹或战斗机可以对地面目标进行精确打击,给欧洲国家留下深刻印象。欧洲国家为了减少对美国GPS系统的依赖,同时为了在未来的卫星导航定位市场上分一杯羹,决定发展自己的全球卫星定位系统。经过长达3年的论证,20023月,欧盟15国交通部长会议一致决定,启动“伽利略”导航卫星计划。

“伽利略”计划提出不久,欧盟委员会副主席德帕拉西奥在与当时的中国国务院总理朱镕基会晤时表示希望中国参与“伽利略”计划(中国当时已开始实施北斗卫星导航系统),得到中国的积极回应。随后,中国投入2.3亿欧元,和欧盟签署协议成立中欧卫星导航技术培训合作中心,并成立“伽利略”卫星导航有限公司。

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▲伽利略卫星

塑料姐妹花,很快便分家2007年,欧洲突然将中国排除出伽利略导航系统核心成员国,并以知识产权问题等不再让中国参与核心设计。中国被迫退出伽利略计划。

(三)国人雄起:北斗卫星导航系统王者归来

早在2000年,中国便开始探索和发展拥有自主知识产权的卫星导航系统,即北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite SystemBDS)。参与伽利略计划的不愉快则体验则加快了这一进程。

图片来源:微信公众号“中国北斗卫星导航系统”

★★★北斗一号:试验探索 覆盖中国周边★★★

北斗第一阶段叫“北斗一号”。“北斗一号”系统是由3颗导航定位卫星组成的,前两颗发射于2000年,第3颗发射于2003年。别看只有3颗小卫星,这3颗小卫星,组成完整的卫星导航定位系统,形成区域有源服务能力。

与美国和俄罗斯的全球导航卫星相比,“北斗一号”系统尚有较大差距。首先,覆盖范围只初步具备中国周边地区的定位能力;其次是定位精度低,无法定位高速移动的目标,不能用于军事用途。虽然此时北斗1号缺陷很明显,能力很有限,但对我国卫星导航系统发展有着里程碑意义。作为中国独立自主建立的首个卫星导航系统,它打破了美、俄在此领域的垄断地位,使中国成为世界第三个建立了完善卫星导航系统的国家。

★★★北斗二号:服务亚太 性能经得起考验★★★

2007年开始,北斗加速进入“北斗二号”时代。“北斗二号”卫星导航系统由16颗卫星组成,2012年发射的第16颗卫星与先期发射的15颗卫星实现组网,拥有了覆盖亚太大部分地区的导航服务能力。

“北斗二号”并不是“北斗一号”的简单延伸,它克服了“北斗一号”系统存在的缺点,提供海、陆、空全方位的全球导航定位服务。

没有压力就没有动力,没有激烈的国际竞争就没有北斗的“中国速度”。由于中国起步较晚,最适合卫星导航的黄金频段已全部被美俄占用。在尽力争取下,国际电联开放一小段公共频率,供给各国卫星导航使用。2000年,北斗和欧盟伽利略系统同时成功申报。按照国际电联规则,必须在7年有效期内成功发射导航卫星。

2007416日,北京从首颗“北斗二号”获得清晰信号。这一刻,距离国际电联规定的频率申请失效最后期限不到4个小时。“北斗二号”一飞冲天,赶上了建设全球卫星导航系统的最后一班车!从2007年发射首颗“北斗二号”卫星到2012年完成第16颗,发射时间间隔越来越短,最终成功实现区域组网。2012年,“北斗二号”定位导航系统开始向亚太地区提供无源定位、导航和授时以及短报文通信服务,系统运行良好,性能稳步提升。

在北斗的成长中,科学家们坚持“边建边用,以用促建”原则,力求让用户得到最好的服务。“北斗二号”系统,除了还不能达到全球覆盖,从性能方面讲已经与美国GPS不相上下,甚至在互动性上优于GPS

★★★北斗三号:星间链路 护航全球组网时代★★★

“中国的北斗,世界的北斗”。到2018年年底,将有18颗北斗卫星发射升空,服务区域覆盖“一带一路”国家及周边国家;到2020年,将完成35颗“北斗三号”卫星的组网,向全球提供相关服务。

相对于“北斗二号”区域系统,“北斗三号”具备高精度、高可靠、高保险、多功能等特点,已具备从服务区域到服务全球的能力。同时,“北斗三号”实现了下行导航信号升级与改造等关键技术方面的突破,实现了与“北斗二号”下行导航信号的平稳过渡,并增加了新的导航信号,为用户提供更为优质的服务。由于中国不可能像GPS一样在全球建立地面站,星座星间链路技术成功解决境外卫星的数据传输通道问题,实现了卫星与卫星、卫星与地面站的链路互通。与太空兄弟手拉手,心相通,是北斗的一大特色。

“北斗+物流”、“北斗+支付”、“北斗+农业”、“北斗+牧业”、“北斗+渔业”、“北斗+水利”……未来,北斗将实现世界全域覆盖、全时联通,推动万物互联时代的加速到来。

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▲北斗卫星组网


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