中國為什麼要建立北鬥衛星導航系統?這兩件事是直接原因

2020-12-01 上海觀察

  中國為什麼要建立北鬥衛星導航系統?

  目前,美國、俄羅斯、中國、歐盟都建立了自己的衛星導航系統。1994年,中國在財政十分拮据的情況下,為什麼要建立自己的衛星導航系統?

  其直接原因,可以用兩件事說明:第一,海灣戰爭引發新軍事革命。1991年,海灣戰爭開創了以空中打擊力量決勝的先例;最亮眼的是精確制導武器,美國GPS為精確制導提供了關鍵技術支持。海灣戰爭引發了一場世界性的新軍事革命,GPS定位系統成為各國關注的焦點。

  第二,「銀河號」事件迫使中國發展自主衛星導航。1993年7月23日,中國「銀河號」貨輪行駛到印度洋上,導航系統突然沒有信號,船隻無法繼續航行。後來得知,原來是美國對伊朗禁運,故意停掉了這個海域的GPS信號。

  「銀河號」的消息傳回國內,孫家棟院士與國防科工委副主任沈榮駿聯名「上書」,建議啟動中國的衛星導航工程。1994年12月,北鬥導航實驗衛星系統工程獲得國家批准。

  儘管衛星導航系統,最早源於戰爭需求,但它的作用遠不止軍事領域,在國民生產生活諸多領域都扮演著重要的角色。在無人駕駛、測繪、航海、救災等眾多領域,衛星導航系統發揮著無可替代的作用;今天,開車在大城市中穿行,很多「路盲」離開衛星導航,已經寸步難行;我們生活中的共享單車、電子圍欄停車等也離不開衛星導航系統;衛星導航系統也為大面積農業機械化耕作提供了便利。

  北鬥衛星導航系統為什麼要「三步走」?

  中國之所以要「三步走」,簡單地說,是因為兩個原因:一是因為當時我們國家窮;二是因為我們國家雖然窮,但中國的科學家們仍自強不息。

  早在上世紀60年代,中國就開始研究衛星導航。但這個項目太「燒錢」,這一計劃並未實施。不過,我們的科學家從未放棄衛星導航研究。到1985年10月,中國科學院和解放軍原總參謀部測繪局聯合開會,「863」計劃倡導者、中科院院士陳允芳提出了一個相對「省錢」的構想:用兩顆地球靜止軌道衛星,就可以覆蓋中國區域。這一構想,日後被稱為「雙星定位」理論,成為日後北鬥一號的雛形。2000年,北鬥一號的兩顆衛星發射成功,中國成為繼美國GPS、俄羅斯格洛納斯之後世界上第三個擁有自主衛星導航系統的國家——這是後話。

  1994年立項之後,北鬥人開始真刀真槍地幹起來,馬上遇到了囊中羞澀的困境。美國從1973年開始研發GPS,到1994年已投入了超過200億美元,每年維護費就高達5億美元;而1994年,中國包括航天在內7大技術領域的「863」計劃預算一共才100億元人民幣。

  窮有窮的辦法,既然不能一口吃個胖子,那就分三口吃。於是,中國將衛星導航系統建設分「三步走」:第一步是覆蓋國內,第二步是覆蓋亞太,第三步再覆蓋全球。這就是北鬥一號、北鬥二號、北鬥三號的由來。

  北鬥衛星導航系統經歷了哪些艱難險阻?

  北鬥衛星導航系統,經歷的艱難險阻實在太多,我們只能了解「冰山的一角」。

  第一個艱難險阻是研製原子鐘。原子鐘的精度,直接決定著衛星導航系統的精度。按北鬥總設計師楊長風制定的目標,原子鐘誤差要達到10的負12次方,即每十萬年只出現一秒誤差。原子鐘對整個工程的重要性如同人的心臟,這種核心技術別人絕不會給我們,中國只能靠自己。中國組建了中科院、航天科技、航天科工三支隊伍,同時攻關。經過兩年拼搏,國產星載原子鐘被研製出來,性能比歐洲原子鐘還要好。當初我們想買,歐洲不賣;現在歐洲立刻同意賣,而且降價一半,但中國仍堅持用自己的原子鐘。

  另一個驚險的瞬間是爭分奪秒打贏頻率保衛戰。任何一個國家,想要發展自己的衛星導航系統,必須首先向國際電信聯盟(ITU)申請頻率,所以頻率成為美、俄、中、歐四方必須爭奪的寶貴資源。2000年4月17日,中國向國際電信聯盟提出頻段申請;同年6月5日,歐盟伽利略衛星導航系統也提出了頻段申請。關於頻率,國際電信聯盟有兩個規則:「先用先得」和「逾期作廢」。所謂「逾期作廢」,指頻率有效期以申請日期開始計算,7年不用作廢。也就是說,中國北鬥二號的首顆衛星必須在2007年4月18日零點之前成功發射並成功播發信號,否則「逾期作廢」。所謂「先用先得」,就是說中國要和歐盟競賽,因為中歐雙方申請的頻率有一段高度重合,雙方需要競爭頻率。中國北鬥二號2004年啟動,在起跑線上已經輸了歐盟伽利略系統2年。2005年12月28日,歐盟伽利略計劃的首顆實驗衛星被順利送入太空。讓人意外的是,這顆衛星沒開通頻率,原因是開通頻率需要花錢,此時歐盟手頭緊。中國必須趕緊抓住機遇,但偏偏好事多磨:中國北鬥二號首顆衛星已經上了發射架,發現衛星上的應答機出現異常。經過爭分奪秒搶修,2007年4月14日4時11分,北鬥二號首顆衛星成功發射;4月17日20點,衛星發出第一組信號,比國際電信聯盟設定的「七年之限」提前了4個小時。中國的頻率保衛戰取得成功。

  北鬥二號首顆衛星發射成功,解決了頻率問題,也掃清了主要技術障礙。隨後中國逐漸進入「北鬥速度」模式:2018一整年,北鬥共發射了18顆衛星,創造了世界紀錄。2020年6月23日9時43分,最後一顆北鬥組網衛星在西昌發射成功。至此,中國耗時26年、先後發射59顆衛星的自主衛星導航系統終於建成。這意味著,北鬥將向全球衛星導航市場發起新的衝擊——這個市場的產值是每年2700多億美元,美國佔90%。

相關焦點

  • 中國建立全球衛星導航系統意義重大
    據了解,這次發射的北鬥導航衛星,是中國北鬥衛星導航系統建設計劃中的第二顆組網衛星,是地球同步靜止軌道衛星。它的成功發射,對於北鬥衛星導航系統建設具有十分重要的意義。國防大學戰略教研部副主任、戰略研究所所長金一南少將在接受中央臺記者專訪時表示,建立中國自己的全球導航定位系統,不管軍用還是民用,不管發展國家的經濟還是維護國家安全,都具有極為重要的意義。及早發射北鬥二號系統,讓北鬥二號系統儘早投入使用,其重要意義和緊迫性甚至超過載人航天和嫦娥登月工程。
  • 中國的GPS?--析「北鬥」衛星導航定位系統(圖)
    這標誌著我國成為繼美國全球衛星定位系統(GPS)和前蘇聯的全球導航衛星系統(GLONASS)後,在世界上第三個建立了完善的衛星導航系統的國家,該系統的建立對我國國民國防和經濟建設將起到積極作用。我國早在60年代末就開展了衛星導航系統的研製工作,但由於多種原因而天折。在自行研製「子午儀」定位設備方面起步較晚,以致後來使用的大量設備中,基本上依賴進口。
  • 新聞辦就《中國北鬥衛星導航系統》白皮書等情況
    今天,國務院新聞辦公室發表《中國北鬥衛星導航系統》白皮書,同時舉行新聞發布會,向大家介紹白皮書的主要內容和北鬥衛星導航系統有關情況。這部白皮書是國務院新聞辦公室發布的第100部白皮書。出席今天發布會的有中國衛星導航系統管理辦公室主任、北鬥系統新聞發言人冉承其先生。首先,我簡要介紹一下《中國北鬥衛星導航系統》白皮書的主要內容。
  • 授權發布:中國北鬥衛星導航系統(全文)
    20世紀後期,中國開始探索適合國情的衛星導航系統發展道路,逐步形成了三步走發展戰略:2000年年底,建成北鬥一號系統,向中國提供服務;2012年年底,建成北鬥二號系統,向亞太地區提供服務;計劃在2020年前後,建成北鬥全球系統,向全球提供服務。
  • 中國北鬥衛星導航系統擁抱阿拉伯國家
    圖片來源:中國軍網牽手「北鬥星」,指引夢想的方向人類在探索宇宙認知的歷史長河中,從未停止對時空信息獲取手段的探索,導航技術的發展史就是人類活動空間不斷拓展的歷史。20世紀80年代,一批仰望星辰的中國科學家開始研製中國人自己的衛星導航系統,並以「北鬥」這一中國傳統文化中寓意光明和方向的星座命名。
  • 這個北鬥導航系統,很中國!
    這是笨鳥先飛呀,每天給你傳遞一點小知識。喜歡請點右上角關注。昨天,2020年7月31日,上午10時30分,北鬥三號全球衛星導航系統建成暨開通儀式在人民大會堂舉行,中共中央總書記、國家主席、中央軍委主席習近平宣布北鬥三號全球衛星導航系統正式開通!
  • 北鬥衛星導航系統的發展近況
    與美國GPS、俄羅斯格洛納斯、歐洲伽利略一起,成為國際GNSS四大衛星導航系統。 我國的北鬥系統按照「三步走」的發展戰略,第一步,2000年建成了北鬥衛星導航試驗系統,使中國成為世界上第三個擁有自主衛星導航系統的國家。第二步,區域性衛星導航系統建設,形成覆蓋亞太大部分地區的服務能力。2012年12月27日,北鬥衛星導航系統開始向亞太大部分地區正式提供連續無源定位、導航、授時等服務。
  • 中國天網不可估量:北鬥全球衛星導航系統
    2020年6月23日9時43分中國北鬥三號全球衛星導航系統的「收官之星」發射成功,7月31日上午10時30分,北鬥三號全球衛星導航系統建成暨開通儀式在人民大會堂舉行,自此我國自主研發的北鬥全球衛星導航系統全部組網成功
  • 北鬥全球衛星導航系統建成,讓中國人擁有了守護國門的金鑰匙!
    2020年7月31日上午10時30分,北鬥三號全球衛星導航系統建成暨開通儀式在人民大會堂舉行。北鬥系統的發展,不僅與我們的日常生活息息相關,更與我們的國家安全、社會進步相掛鈎。因為每個國家都希望把自己國家的主權和國家的經濟命脈,建立在自己的衛星導航系統基礎之上。衛星導航定位系統是一把守護國門的金鑰匙,一定要握在自己人手中!
  • 北鬥強勢發力!外媒:在165國,北鬥衛星導航系統將令GPS失色!
    提起導航系統,人們第一個最容易想到的是美國的GPS導航系統,這是一個不爭的事實,其可以為全世界提供準確的定位、測速和高精度的標準時間。早在1994年,GPS全球覆蓋率就已經高達98%!憑藉24顆GPS衛星導航系統的布設,美國擁有了在全球導航系統的絕對話語權。
  • 四分鐘,帶你了解北鬥衛星導航系統
    7月31號,北鬥三號全球衛星導航系統正式開通北鬥七星自古就為人們指引方向那麼中國的北鬥衛星到底是做什麼的?北鬥衛星導航系統的主要作用就是就是它的字面意思,即導航我們只要出門就會經常用到導航那麼導航是個啥?
  • ​中國北鬥 服務全球——寫在我國完成北鬥全球衛星導航系統星座...
    至此,中國人正式擁有完全屬於自己的衛星導航系統,我國成為世界上第三個建成衛星導航系統的國家。特別是用導航衛星「發簡訊」的短報文服務,則是國外其他任何一個衛星導航系統都不具備的中國北鬥特色。「北鬥一號系統的建成並投入使用,首先解決了我們國家有沒有的問題。」
  • 中國北鬥 服務全球——寫在我國完成北鬥全球衛星導航系統星座部署...
    、四十三顆北鬥導航衛星,這兩顆衛星屬於中圓地球軌道衛星,是我國北鬥三號系統第十八、十九顆組網衛星(長時間曝光照片)。新華社記者 李剛 攝中國北鬥,服務全球,必須覆蓋全球。按照傳統衛星管理手段,控制使用好繞飛地球的衛星,需要有遍布全球的地面站。在難以全球布站的情況下,必須建立衛星之間的星間鏈路,實現衛星管衛星,這是世界導航領域的前沿技術,也是北鬥三號工程建設必須解決的難題。
  • 中國北鬥衛星導航系統2020年將覆蓋全球
    27日,中國北鬥衛星導航系統(CNSS)正式向中國及周邊地區提供連續的導航定位和授時服務,這是世界上第三個投入運行的衛星導航系統。在此之前,美國的全球定位系統(GPS)和俄羅斯的格洛納斯衛星導航系統(GLONASS)早在上世紀90年代就已經建成並投入運行。與此同時,歐盟也在打造自己的衛星導航系統——「伽利略」計劃。
  • 北鬥衛星導航系統,我們除了有「中國速度」,同樣有「中國精度」
    嗨,大家好,我是王叔,在我們講完中國的各種世界領先之後,一定要聊一聊「中國精度」。  全球共有四個全球導航系統建成或在建,除了北鬥,還有美國GPS、俄羅斯格洛納斯和歐盟伽利略。GPS上世紀就開始提供全球服務,在我國也有龐大應用規模,但我國依然努力建設了自己的北鬥系統。
  • 中國晶片商卡位北鬥全球衛星導航系統
    中國大陸晶片商已搶先推出支援北鬥系統的全球導航衛星系統(GNSS)晶片。由於中國大陸國營汽車系統標案,強制要求車載導航系統必須支援北鬥衛星系統,並對相關本土供應鏈廠商進行補貼,現階段北京的東方聯星、和蕊星通及成都的國騰皆已推出支援北鬥衛星系統的GNSS晶片。
  • 衛星導航系統管理辦:北鬥衛星導航系統28nm工藝晶片已量產
    8月3日,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在發布會上表示,北鬥系統已全面服務交通運輸、公共安全、救災減災、農林牧漁、城市治理等行業,融入電力、金融、通信等國家核心基礎設施建設。28nm工藝晶片已經量產,22nm工藝晶片即將量產。
  • 北鬥衛星導航系統正式開通!五十五顆中國星,三十七年時光
    2020年6月23日9時43分,在西昌衛星發射中心由長徵三號乙運載火箭,搭載的中國北鬥衛星導航系統的最後一顆組網衛星終於發射成功,至此北鬥衛星的全球組網系統將正式建立完成,當然發射成功後肯定是不可能就立即投入使用的,因此在進行了多方面的協調與衛星部署工作之後。
  • 中國為什麼要自建北鬥系統?
    2020年6月23日,中國成功發射北鬥三號最後一顆全球組網衛星,這意味著歷經26年後,中國終於擁有了自己的全球衛星定位系統。目前,能夠提供全球衛星定位服務的只有四家:美國GPS、俄羅斯格洛納斯(Glonass)、歐洲伽利略(Galileo)以及中國北鬥。
  • 科技知識:北鬥衛星導航系統
    一、北鬥衛星導航系統概述:北鬥衛星導航系統(以下簡稱北鬥系統)是中國著眼於國家安全和經濟社會發展需要,自主建設、獨立運行的衛星導航系統,是為全球用戶提供全天候、全天時、高精度的定位、導航和授時服務的國家重要空間基礎設施。