北斗全球組網要過四道關 全球佈網有難度

本報特約記者張亦馳本報記者劉揚

中國衞星導航系統管理辦公室主任冉承其3日向媒體透露，目前中國正全面推進北斗衞星全球系統建設的技術攻關，明年將發射多顆試驗衞星，對一些技術進行必要的在軌驗證。明年年底之後，我國將推動全球系統的組網建設。未來的北斗系統性能將在現有基礎上提高1到2倍。針對北斗系統的全球組網計劃，一名中國專家4日向《環球時報》記者表示，目前北斗的區域組網只要14顆衞星，而全球組網需要35顆星，完成組網還需要過四道關。

“三步走”的最後一步

作為中國自主發展、獨立運行的全球衞星導航系統，北斗衞星導航系統按照“三步走”的戰略發展。第一步從2000年到2003年，中國建成由3顆衞星組成的北斗衞星導航試驗系統，成為世界上第三個擁有自主衞星導航系統的國家。第二步，建設北斗衞星導航系統，於2012年前形成中國及周邊地區的覆蓋能力。第三步，於2020年左右，北斗衞星導航系統將形成全球覆蓋能力。目前，北斗系統已經完成第二步，開始向第三個目標邁進。

今年第五屆中國衞星導航學術年會期間，北斗衞星導航系統新聞發言人冉承其曾透露，中國將於2015年前發射新一代北斗導航衞星，開展新技術和新體制試驗驗證，適時加入衞星網絡，以加快推進北斗系統全球組網建設。冉承其説，圍繞建設世界一流全球衞星導航系統的目標，北斗系統開展關鍵技術攻關，在設計具有自主知識產權的導航信號體制、研發高性能星載原子鐘等方面取得新的進展，北斗衞星導航系統覆蓋全球的“第三步”建設全面啓動。

一名不願透露姓名的中國航天專家4日向《環球時報》記者介紹，目前北斗的區域組網只要14顆衞星就可以了，而全球組網需要35顆星，其中5顆是地球靜止軌道衞星，30顆是中地球軌道和傾斜地球同步軌道衞星。3種軌道並存可以進一步提高衞星覆蓋面，35顆衞星組成的星座可提升定位精度，而5顆處於地球靜止軌道的衞星未來不僅可以導航、定位、授時，還能發送短報文。

全球佈網難在哪？

這名專家認為，建設北斗全球系統主要需要突破四大方面的問題。首先，要進一步提升星載原子鐘的授時精度，這是導航定位衞星最核心的器件，決定着衞星的定位精度。他表示，美國的原子鐘現在是300萬年誤差一秒，在這方面中國還有不小的差距，想要構建全球定位系統還需加速提升這方面的能力。提高原子鐘的精度不僅可以提高定位精度，還能應用在電力、銀行、通訊等國民經濟重要領域，所以有人説“20世紀是原子核的時代，21世紀是原子鐘的時代”，在信息時代，80%的信息都和導航定位有關，而定位能力的高下又和原子鐘精度直接掛鈎。

第二要繼續提升導航衞星的使用壽命，目前“東方紅3號”衞星的設計壽命是8年，如果能延長到10年甚至15年，就不用總是發射補網衞星，經濟效益也將大大提高。

第三要不斷強化一箭多星的發射技術，這樣既比較經濟，還能提高佈網效率。

第四，要將北斗打造成國際化的定位系統，就要求具有很強的兼容性，比如可在同一終端上接收北斗、GPS和“格洛納斯”的信號。這樣既能提高定位精度、還增加了備份，不過這種模式對於技術兼容性提出了很高要求，這其中必然會涉及大量國際合作的問題。目前，中國與泰國、俄羅斯進行了不同程度的合作，未來要建全球系統，還將涉及在更多地區建地面站等問題。

這名專家強調，導航技術作為信息時代最關鍵的三大技術之一，和國家安全息息相關，而且還將帶來巨大的經濟效益。美國GPS系統的總投入大約是300億美元，但粗略估算，每年和它相關的效益達600億美元。有多名中國工程院院士稱，北斗的建設、使用成本都比GPS便宜，到2020年或達4000億元產值。

中國與歐盟爭“全球第三”

正是因為看到導航系統的巨大潛力。近些年，很多國家都在研製發展本國的衞星導航系統。其中主要包括六大系統，印度、日本是在建區域系統。印度10月剛剛成功發射第三顆導航衞星，日本也在發展本國的天頂衞星導航系統。到目前為止，正在或者已經完成全球組網的只有四家。美國的GPS衞星導航系統是世界上第一種完成組網的全球衞星導航定位系統，俄羅斯的“格洛納斯”系統緊隨其後，雖然中間過程磕磕絆絆，去年一箭三星發射過程中還曾發生爆炸，損失慘重，但目前也基本具備全球導航能力。歐洲“伽利略”系統提出很早，但由於歐洲各國內部爭論很大，目前組網進度反而不如中國北斗。

當然，從進度上爭取全球第三的同時，中國也在努力發揮技術水平上的後發優勢。目前，北斗系統在部分地區的定位精度已小於10米，這一點優於俄羅斯的“格洛納斯”系統。根據計劃，實現第三步目標後，北斗導航系統的服務將由區域拓展到全球，設計性能優於“格洛納斯”，與第三代GPS系統性能相當。▲