重磅!中國北鬥系統提供全球服務!中美衛星導航系統大對決!

2021-02-23 工業智能化

來源:金十數據、網際網路熱點等

12月27日下午,國務院新聞辦公室的新聞發布會上傳出了一條振奮人心的消息。

中國衛星導航系統管理辦公室主任、北鬥衛星導航系統新聞發言人冉承其宣布,我國自主設計的北鬥三號基本系統完成建設,於今日開始提供全球服務。這標誌著北鬥系統服務範圍由區域擴展為全球,北鬥系統正式邁入全球時代。

北鬥導航系統的建設經歷很很長的時間,從上個世紀90年代開始,我國就啟動了該項目的研製。主要是按照"三步走"的發展戰略,先有源後無源,先區域後全球,先後建成北鬥一號、北鬥二號、北鬥三號系統。據介紹,北鬥導航系統是獨立運行,還可與世界其他衛星導航系統兼容,可以在全球範圍內,全天候、全天時為人們提供高精度、高可靠的定位、導航、授時服務。

有人或許有疑問,現在GPS導航不是用的好好的,為什麼要花費巨大的人力物力去研製北鬥系統呢。目前全球僅僅擁有四個衛星導航系統,分別是美國GPS、歐洲伽利略GALILEO、俄羅斯格洛納斯GLONASS和中國北鬥COMPASS。我們現在用的GPS定為系統是美國發明的,主動權都掌握在美國手中,也就是說,美國完全可以關閉其他國家的GPS信號。所以,我國還是必須要研發自己的全球導航地位系統的。

目前,北鬥系統已經用於遠洋漁業、"兩客一危"與地基增強系統(兩客一危"指的是從事道路班線客運、旅行包車、危險貨物運輸車,這些都必須安裝電子定位裝置)、形變檢測與自動駕考等領域。未來,北鬥系統還將更加完善和先進。到2020年,將繼續發射11顆北鬥三號和1顆北鬥二號衛星,完成全面建設,進一步提升系統服務性能;2035年還將建成以北鬥為核心,更加泛在、更加融合、更加智能的綜合定位導航授時(PNT)體系。

到時候,北鬥系統在性能上將遠超美國的GPS系統。最簡單的一項區別,北鬥具有GPS沒有的通信和目標定位,GPS目前只能告訴使用者在哪裡,但北鬥系統不但能告訴使用者在哪裡,還能告訴使用者"我的朋友"在哪裡。所以,未來北鬥系統不僅安全,還能提供更加便捷優質的服務。

要知道,衛星導航系統是一個國家重要的空間信息基礎設施,不僅事關效率,更關乎安全。我們的交通、運輸、通信、電力、金融、國防等方面都或多或少依賴衛星導航系統。如果用別人的,一旦出了問題,後果將難以想像。

這絕不是小編在危言聳聽。

還記得1993年的震驚世界的「銀河號事件」嗎?當時,銀河號正在印度洋上正常航行,突然,導航系統不工作了,茫茫大海中,船變成了無頭蒼蠅,被迫停了下來。

原來美國無中生有,指控我們的銀河號上有大殺器原料運往伊朗,於是貿然關閉了GPS導航。

還記得1996年的臺海危機嗎?據報導,當時中國舉行了規模浩大的軍演,但在演習中,美國突然對中國關閉了GPS導航。於是我們加裝了民用級GPS制導模塊的飛彈,就像丟了指南針一樣,大大偏離了原定的落點範圍。

而且,美國向臺灣海峽派出的兩支航母編隊,中國也沒法對其進行有效追蹤。

換句話說,小到我們的手機,大到飛彈輪船,上面裝載的GPS導航與定位,一旦哪一天美國想關閉,分分鐘也就可以關掉。

血淋淋的事實告訴我們,像中國這樣一個大國,這樣關係國計民生的重大科學技術,我們怎能受制於人?!

中國必須發展自己的衛星導航系統,決不能再當冤大頭!

核心技術是國之重器,自主創新,才是擺脫受制於人的最好方法。

當前世界,一個國家是否強大,最終取決於科技。事實證明,軍事落後會挨打,技術落後同樣會挨打!牽扯到核心技術領域,各國都會對外進行封鎖保密,買,是買不回來的,只能靠自主研發。

北鬥總設計師楊長風▲

正是清楚的認識到這一點,北鬥人篳路藍縷,20多位工程師僅靠5臺286電腦起家,踏上了一條艱難的自主研發道路。

1994年,開始北鬥一號的研製;

2003年,北鬥一號正式完工,我國擺脫在軍事領域對GPS的依賴,並加入「伽利略計劃」;

2007年,北鬥二代正式建設,這是屬於我們自己的衛星導航系統;

2012年,發射16顆衛星,實現了亞太地區全覆蓋;

2017年,我國在西昌衛星發射中心用長徵三號乙運載火箭,以「一箭雙星」方式成功發射第二十四、二十五顆北鬥導航衛星,這也是我國首次發射的北鬥三號組網衛星,正式開啟了北鬥導航衛星系統的「全球組網」時代。

2018年1月12日,中國以「一箭雙星」方式成功發射「北鬥三號」第三、第四顆全球組網衛星。

今天,隨著北鬥三號的建設完成,北鬥導航已經到了最後收官的時候了。

苦心人,天不負!

北鬥導航的成功,靠的是一項項自主創新的先進技術,背後是每一個航天人夜以繼日的付出。

三十年河東,三十年河西。

曾經,我們沒有自己的手機信號,引進2G、3G。今天,中國5G標準成為世界標準。

曾經,我們沒有自己的手機,引進諾基亞、摩託羅拉。今天,中國華為、小米賣遍全球。

曾經,我們沒有一個中高端領域的晶片,面對美國高通發難,中興被罰14億美元,相當於中國14億人每人被罰1美元。

今天,以華為、阿里為代表的的中國企業,已經正式向全球頂尖晶片製造商的行列發起衝擊。

曾經,我們沒有自己的衛星定位,美國GPS想關就關。我們沒有話語權,沒有尊嚴。

今天,中國北鬥衛星無論是在民用還是軍事上,都將不再依賴美國,不再受制於人,同時還將服務全球!

所有一切都已經說明:外國人能做到的,中國人一樣能做到,而且能夠做的更好!

再大的困難,也難不到偉大的中華民族!

讓我們為中國北鬥而驕傲!

 為偉大的中國而驕傲!

12月24日,美國SpaceX公司的獵鷹9號火箭,將美軍戰略價值極高的第一枚GPS III導航衛星,送入了軌道。這是美軍第三代GPS體系中,第一枚進入軌道的導航衛星。

那麼,與中國北鬥二號衛星相比,GPS III到底有什麼優勢呢?中國的北鬥導航技術,又應當如何追趕?

▲GPS III衛星

準確的說,昨天發射的是美國GPS block IIIA衛星,但因為目前也只有一枚GPS III升空,「A」字暫時可以忽略。GPS III衛星是美國空軍交由世界頭號軍火商——洛克希德 · 馬丁公司設計製造的全新一代GPS衛星,單價高達5億美元它與目前的北鬥二號衛星相比,具有3個優勢:

GPS III衛星配備了最新、精度最高的導航信號發送組件,通過與最新改進的用戶設備結合,GPS III將把GPS II時代的定位精度(3米)改善至1米。而且,非常重要的是上述精度數據,指的是GPS民用導航精度。在實現1米「民用精度」後,GPS III將令民用領域衛星導航定位的運用場景獲得煥然一新的突破。

▲GPS III衛星

顯然,美國軍用的GPS III精度會更高一些,這是GPS體系中的技術基礎與人為幹預策略所決定的,這將令美軍武器與平臺的定位精度進一步顯著改善,特別是在時間敏感性高、射程遠、飛行時間長、攻擊深入加固結構強度的目標等作戰場合中,進一步提高定位精度的意義非比尋常。請加微信公眾號:工業智能化(robotinfo) 馬雲都在關注

而目前正在建設、預計2020年左右完成的北鬥二代系統,在完成27顆中軌道衛星、5顆同步衛星、3顆傾斜同步衛星的布局後,通過類似於GPS的4星同時定位授時原理,民用免費定位精度誤差約為10米,測速誤差低於0.2米,授時精度低於50納秒。可見,北鬥二代系統基本能夠與GPS II媲美,但與美國最新的GPS III相比確實有一定差距。

此外,GPS III通過實現播放L1C民用信號的能力,增大了與民用領域的各國衛星通用、互助的能力(例如歐洲伽利略衛星定位系統),使得多達90顆定位衛星可以協調工作、提供服務,有助於提高精度。

GPS III導航衛星使用了新的大功率發送組件,令其信號功率更出色,一定程度上也簡化了新一代接收設備的技術要求。

GPS III的幹擾能力,實際上達到了「攻守一體」的高度。作為美國空軍的戰略級項目,GPS III導航衛星優先考慮軍事用途,它圍繞著美軍「新世紀導航戰」的思想,採用了綜合性、整體化的抗幹擾設計,能挫敗近年出現的一些GPS幹擾手段。廠商方面稱其抗幹擾能力是GPS II衛星的8倍。

「進攻」策略方面,GPS III衛星實現了依據作戰需要,靈活切斷特定地理區域導航信號的能力,可以有效的阻礙使用GPS民用信號、及相關差分技術進行導航的敵方作戰平臺與武器。

在上述領域,北鬥二代衛星已經有了長足的進展,但仍需要一段時間研發、部署能夠與GPS III媲美的高抗幹擾能力新型衛星。

▲GPS III衛星

這一技術本質上與最初的北鬥一號衛星有相似之處,即新的用戶終端,可以通過雙向數據傳輸手段,將簡訊或者較小的數據包發給GPS III導航衛星,進而進行處理分析或分發,不僅能完成有限的數據通信功能,還實現更有效的快速定位導航。

此外,美國GPS III導航衛星,與過去的兩代GPS衛星一樣,只是龐大的以美國地球物理數據為基礎的導航體系中的衛星部分。在實際運用中,不同位置、不同時刻地球引力、太陽對大氣電離層幹擾、衛星自身運動狀態細節等等因素都對最終的定位精度產生極大的影響。這要求依靠深入的地球物理數據積累,以及高度發達的計算處理、通信能力來實現指揮控制,否則北鬥也好、GPS也好,都將無法克服各種誤差帶來的技術困難。

因此,衛星本身只是整個體系中的一個環節而已。從這一角度來說,中國北鬥體系還需要在體系高度更加深入、全面的建設與發展,追趕美國在相關領域在超前幾十年的發展歷程中獲得的領先地位。

除了在軍事上的巨大戰略、戰術意義外,GPS III導航衛星獲得的全新高精度定位信息,也有著很高的商業利潤潛力。對於許多民間用戶來說,付費獲得高精度有著巨大的回報,因此願意支付昂貴的費用獲取其服務,這也是未來北鬥衛星定位導航服務值得關注的發展方向。

同時,第一枚GPS III導航衛星的發射,竟然是由私營的SpaceX公司的獵鷹9號火箭,從佛羅裡達州卡納維拉爾角發射場實施完成的。這是SpaceX公司第一次完成美國國家安全級別的發射任務。將具有戰略意義的這一衛星發射業務交給私營公司,說明了美國空軍在太空發射任務方面的一大轉變。

GPS III衛星雖然價值極高,但在美國軍費緊縮的今天,它也遭遇了不少的困難。實際上該衛星的發射已經延誤了4年,目前還有總價值至少為126億美元的23顆新型衛星需要進行製造或者發射。第二顆GPS III衛星,將於2019年升空。

最終,GPS三代星將達到32枚,實現全面替代目前我們廣大用戶正在使用的GPS二代衛星。屆時,中國北鬥衛星定位導航體系也已經進入第三代,雙方的競爭將進入全新的階段。

網友:拉開距離不怕,還有得追,還有可能超越,最怕連"跑道"都上不了。



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