GPS這麼好用，為什麼還要花大價錢做北斗導航？_風聞

1993年7月23日，美國無中生有地指控中國「銀河號」貨輪，向伊朗運輸製造化學武器的原料，製造了震驚世界的「銀河號」事件。

當時，「銀河號」在印度洋上正常航行，但船長張如德突然發現，GPS 信號莫名中斷，這讓銀河號變成了無頭蒼蠅，不知道該向哪個方向行駛。

事後才知道，這是因為當時美國關閉了該船所在海區的 GPS 服務，迫使銀河號停船接受美國蠻橫無理的檢查。

「銀河號」事件被稱為我國 90 年代三大恥辱之一。

正是在那個時候，國人意識到，**如果一直用美國的 GPS，一到關鍵時刻，美國人隨時都能扼住我們的咽喉。**我們得擁有自己的衞星導航系統！

一年後，「北斗」衞星導航系統工程建設正式啓動。

北斗能幹哪些活

雖然在我們的手機上，定位系統都叫 GPS，但它與美國的 GPS 導航，還是存在一些差別的。

在過去很長一段時間，手機上的「GPS定位」的確是指美國的 GPS 導航，但如今，GPS 更多是指全球定位系統（Global Positioning System）的英文首字母縮寫。

準確來説，美國的 GPS 佔了最早使用名稱的優勢。

如今大多數手機不僅能接收美國的 GPS，也能接收到北斗衞星，甚至是俄羅斯的格洛納斯衞星以及歐洲的伽利略。

**想知道你的手機用了哪幾家衞星導航系統嗎？後台回覆「664」**即可獲取工具。

而除了手機導航，衞星導航系統的應用場景還有很多。

從軍用角度來説，一支信息化的部隊，基本除了子彈外，所有會動的武器、裝備、士兵都會攜帶衞星定位模塊。

1990年的海灣戰爭，美軍就通過 GPS 為人類戰爭史貢獻了一個新詞——外科手術式打擊。

原本需要數十架轟炸機，投彈數百噸才能完成的轟炸任務，變成僅需幾枚導彈在數百公里外發射即可。

從民用角度來説，我們日常生活中用到的定位服務，包括但不限於地圖導航、共享單車/打車等，都依賴衞星導航系統。

大型電網、金融交易、電信通訊等都需要衞星上原子鐘精密授時。

科學領域，很多研究地球重力場、磁場、板塊運動、大氣、海洋、冰川、自然災害的衞星，都需要衞星導航系統幫助衞星精密定軌。

大型基建工程，例如高鐵、大橋、機場建設，也需要衞星導航系統標定。新興技術中自動駕駛、精準農業同樣如此。

可以説，一個世界大國，很難想象在其未來發展過程中，還有哪些方面不需要衞星導航：一切移動的事物，飛機、火車、船艇、車輛、人、火箭乃至寵物、家電等，未來都會用到衞星導航信號。

所以，如果我們沒有北斗，完全依賴美國 GPS，那我們的軍隊對美國來説還有秘密可言嗎？

**要是美國一制裁，降低精度、發送錯碼干擾，甚至直接關閉這一區域的 GPS，我們該怎麼辦？**各方面都要癱瘓了。

目前，除了北斗和美國 GPS，比較完善的全球衞星導航系統，還有俄羅斯格洛納斯和歐洲伽利略，四大系統內呈現出多方競爭的局面。

美國 GPS：1994年完成全球組網，高達 98% 的全球覆蓋率。

俄羅斯格洛納斯：1995年完成組網，2010年正常運行。

歐盟伽利略：歐盟於1999年初正式推出伽利略計劃，現已基本實現全球信號覆蓋。

中國北斗：國內北斗系統建設「三步走」，預計2020年完成全球組網。

這其中，以我們的北斗發展最晚，但卻後來居上。

1994年北斗剛立項時，美國 GPS 已擁有 24 顆在軌工作衞星，完成了全球組網。

可現在，北斗在軌衞星已達 39 顆，規模位居全球第一，其發展速度之快令世界各國瞠目結舌。

中國是如何建設北斗的

為什麼中國北斗能發展這麼快？

這裏得提一個人——「兩彈一星」功勳獎章、「共和國勳章」獲得者，「北斗之父」孫家棟。

孫家棟獨具慧眼，根據我國當時的經濟、科技情況，提出了一條具有中國特色的「先試驗、後區域、再全球」的「三步走」發展戰略。

第一步，2000年建成北斗衞星導航試驗系統，使中國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，2012年左右形成覆蓋亞太大部分地區的服務能力；

第三步，2020年左右，北斗衞星導航系統形成全球覆蓋能力。

2000年10月，第一顆北斗衞星正式發射，第二顆與第三顆則分別於2000年12月、2003年5月發射。

此三顆衞星的成功發射，意味着北斗一號（實驗性北斗導航系統）正式建成。

但是，北斗一號由於軌道位置偏高，衞星數過少，所以精度較差，服務範圍有限，只能覆蓋中國。

想和美國 GPS 分庭抗禮，實現全球定位，就必須發射多顆中軌道的動態衞星。

可就在北斗二號醖釀之時，歐洲人忽然主動邀請中方，加入歐洲衞星導航系統伽利略計劃。

出於當時經濟、技術等方面考慮，我們暫停了北斗二號計劃，決定加入歐洲伽利略。

就這樣，2003年中歐草簽合作協議，中國成為了第一個加入「伽利略計劃」的非歐盟國家，而且將擁有這一系統的部分所有權和全部使用權。

為此，中方承諾投入 2.3 億歐元的鉅額資金，第一筆 7000 萬歐元很快就打到歐方賬户上。

可誰知，中國雖然是投資方，卻慘遭排擠，不僅在技術上被封鎖，還進不到伽利略計劃的決策機構。

出力不討好，這誰頂得住啊！無奈之下，我們退出了伽利略。

2004年，北斗二號系統工程建設正式啓動。

北斗二號系統在兼容北斗一號系統技術體制基礎上，增加無源定位體制，為亞太地區用户提供定位、測速、授時和短報文通信服務。

2007年第 1 顆北斗二號衞星被送入太空；2009年第 2 顆北斗二號衞星被送入地球同步軌道。

2012年，我國成功實現「一箭雙星」，能一次發射 2 顆衞星上天，極大加速了北斗衞星的部署。

到了2012年年底，我們完成了 14 顆衞星（5顆地球靜止軌道衞星、5顆傾斜地球同步軌道衞星和4顆中圓地球軌道衞星）發射組網，開始為整個亞太地區提供服務。

也是從這個時候起，我們的手機陸續用上了北斗。

而在北斗二號正如火如荼的建設時，北斗三號也於2009年啓動系統建設。這次就是奔着全球組網去的。

前面幾年都是一年發射兩三顆衞星，常規速度；但去年卻突然發力，一年內完成 10 箭 19 星發射，創下了全球衞星導航系統組網最快紀錄。

一年發射的衞星，比人家十多年的發射數量還多，這讓人怎麼玩。相比之下，美國 GPS 最快紀錄為一年 6 星，俄羅斯格洛納斯為一年 9 星，歐洲伽利略為一年 6 星。

得益於此，截至今年9月，北斗系統有在軌運行衞星 39 顆，超過了美國 GPS 的 31  顆、歐洲伽利略的 22 顆，俄羅斯格洛納斯有 24 顆，成為世界第一。

根據美國導航公司 Trimble 的一項統計，在全球總數近 200 個聯合國成員國中，有 130 個國家上空，北斗衞星的每天可見星數已經超過了美國 GPS。

衞星的數量是定位精度的重要保障，而隨着2020年繼續佈網剩餘衞星、且前期衞星陸續度過調試期正式服役，北斗的精度將進一步提升，徹底點亮全球。

北斗也成為美國 GPS、俄羅斯格洛納斯之後第三個成熟的衞星導航系統，也使我國成為繼美、俄之後，世界上第三個擁有自主衞星導航系統的國家。

相比友商，北斗的優勢

除了覆蓋率外，得益於後發，北斗相比其它幾家還有幾點優勢。

一是採用三種軌道衞星組成的混合星座。

其它三家的衞星，都是在距地面 20000 千米左右的中圓衞星軌道上。

而北斗有 27 顆衞星處在中圓軌道，5 顆衞星處在赤道上空 35800 千米高的地球靜止軌道；3 顆衞星處在地球同步軌道上。

高軌衞星更多，抗遮擋能力強，尤其低緯度地區性能特點更為明顯。

二是北斗系統提供多個頻點的導航信號，能夠通過多頻信號組合使用等方式提高服務精度。

電離層會影響電磁波傳播，是衞星導航定位的最大誤差源，必須消除。

電離層的干擾與衞星信號頻率相關，因而採用至少雙頻信號，可以構建電離層延遲修正模型最大限度去除這部分干擾因素，顯著提升定位精度，三頻則可以構建更復雜模型消除高階影響。

2018年12月27日，北斗系統提供全球服務，全球定位精度達 3.6 米，亞太區域定位精度達 2.6 米，與目前的民用 GPS 相差無幾，隨着衞星數的提升，精度超過 GPS 指日可待。

三是北斗系統創新融合了導航與通信能力，具有實時導航、快速定位、精確授時、位置報告和短報文通信服務五大功能。

短報文這個可是北斗的獨門絕活，也就是通過衞星實現天地雙向通信，而其它三大系統都只能單向接收。

該功能意味着，北斗衞星可以向擁有此項授權服務的接收機發送專屬訊息，例如大洋之上、深山老林等特殊情況並沒有任何手機信號，發生緊急情況時高軌北斗衞星可以及時與地面互動。

可不要小看簡單的發短信功能，這對於遠洋漁民來説這是救命的信號！大海里沒有基站，通信全靠衞星！

尤其是遠洋出海，信號差、定位難、通信難、救援難，GPS 僅有定位服務，面對大海捉襟見肘，真到了生死時刻 GPS 也就只能讓漁民自己知道沉在哪，無法把這個信息傳達出去。

至於軍事衞星電話，這玩意太貴了，普通漁民搞不起。

而短報文對於軍事行動的意義，更是無法形容。

未來廣闊的前景

當然，後發有後發的優勢，先發也有先發的好處。

衞星導航系統是個燒錢的玩意兒，前期千億的投入不提，建成後仍需長期維持、持續投資，所以不能光靠國家補貼，最好是軍民融合、從民用市場盈利。

經過幾十年的佈局和規模化應用，美國 GPS 在民用市場領先優勢明顯，各種導航設備基本都會兼容 GPS。

像我們手機裏的射頻單元成本中，也包含了美國 GPS 的專利費用。

**而越大規模服務價格就會越低，總收入卻由於規模效應增加，進一步促進建一個更好的系統，形成良性循環。**這也是 GPS 能長盛不衰甚至快速迭代的根本原因。

按照歐洲全球定位研究中心的估計，2025年左右世界範圍內的衞星導航定位設備需求量將超過 92 億部，而年產值甚至超過 2680 億歐元。

衞星導航設備和附加設備產值估計

這是個巨大的市場，其中又以亞太地區的增速最快，年增速可以達到 40% 以上，遠超歐美的 10-20% 左右。

所以説，北斗提供全球服務，是北斗建設的一大步，也是北斗發展的新起點，迎來新機遇，面臨新挑戰。

1993年，沒有自己導航系統的我們，被美國人強行逼停「銀河號」。上月底，美國里根號航母到我國南海炫耀武力，結果被我方 7 艘軍艦包圍驅趕。

從流出的衞星圖來看，北斗衞星導航系統讓里根號航母無所遁形，只能乖乖接受我方「護航」，驅離南海。

26 年彈指一揮間，70 歲的新中國出發再向前，中國和中國人民正站在歷史與未來的交匯點上。

我們走在大路上，身後是前人寄望的目光。

我們走在大路上，滿懷豪情朝着太陽的方向。

我們走在大路上，腳踏人間正道、何懼世事滄桑。