北斗卫星定位系统为中国安全“加码”

来源:百度文库 编辑:神马文学网 时间:2024/03/28 22:36:34
北斗卫星定位系统为中国安全“加码”


今年1月17日,第3颗北斗卫星升空,中国的北斗定位卫星导航系统工程建设又迈出重要一步。最终,我国将通过5颗地球静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星,建成覆盖全球的北斗卫星定位导航系统。
届时,北斗卫星定位导航系统将提供两种服务方式,即开放服务和授权服务。开放服务是在服务区免费提供定位、测速和授时服务(定位精度10米,授时精度10纳秒,测速精度0.2米/秒)。授权服务是向经过授权的用户提供更安全稳定的定位、测速、授时和通信服务以及系统完好性信息。
北斗二号卫星定位导航系统的快速发展,将为我国国防安全与经济社会发展发挥重要作用。
民用业务推广在夹缝中求发展
目前,依靠美国GPS系统进行定位的导航系统已占领我国卫星导航民用市场99%的份额,欧盟的伽利略卫星定位系统也看中了我国的巨大市场,我国自主研制的北斗卫星定位系统的民用业务推广面临着在夹缝中求发展的状况。然而,建立中国自己的全球定位导航系统,对于发展国家经济和维护国家安全都具有极为重要的意义。
卫星定位导航系统是与国家安全与经济建设密切相关的重要基础设施,决不能完全依赖国外系统。为此,中国从1994年开始,启动建设北斗卫星定位试验系统。
按照建设规划,我国卫星定位系统的建设被分为三步。第一步,北斗一号系统已于2003年建成并投入运营。第二步,北斗二号区域系统于2004年启动,预计2012年建成,届时将可以拥有向整个亚太地区提供服务的能力。第三步,预计2020年建成覆盖全球的高精度北斗二号全球卫星定位系统。
2000年10月31日、11月21日,2003年5月25日和2007年2月3日陆续发射了4颗试验导航卫星,组成了“北斗一号”定位系统。
已建成的北斗一号系统由2颗地球静止卫星、2颗备用卫星、地面控制系统和用户终端等部分组成,又称为“双星定位系统”。其用户终端定位时需要发射定位申请信号,由位于北京的地面中心站解算出用户位置,再通过卫星传送给用户。除了定位功能外,北斗一号还具有独特的卫星短消息通信功能,两个北斗用户只要都能看见北斗卫星,就能在1秒内实现短消息通信。
北斗一号系统已连续稳定运行6年多,在边防巡逻、作战指挥、训练演习、后勤保障、抢险救灾等方面中发挥了重要作用。此外,北斗一号系统在渔政渔业、水文监测、森林防火等方面也得到了成功应用。
然而,受工作原理限制,北斗一号的工作区域局限于我国及周边地区,只能为中低动态用户提供定位服务,不具备测速功能,也很难满足精确制导武器的需要。
北斗二号系统包括“区域系统”和“全球系统”两个发展阶段,相对于“区域系统”,“全球系统”除了覆盖范围扩大外,其定位精度、导航能力等均有显著提升。它们的定位原理和美国GPS系统、俄罗斯的格罗纳斯系统、欧盟的伽利略系统完全相同,用户终端无须发射信号,仅需要同时接收4颗以上的卫星信号,即可解算出自身的位置。
同时,北斗二号卫星定位系统还保留并加强了北斗一号系统的短报文通信功能,这也是北斗二号不同于GPS系统、格罗纳斯系统、伽利略系统的一大特色。
卫星定位系统能提高综合国力
卫星定位导航系统除了能提供高精度位置信息外,还能够提供高精度速度信息和高精度时间信息。由于众多突出优点,卫星定位导航已成为实现高精度、全天时、全天候、陆海空天一体、定位导航授时的最佳手段,广泛应用于社会经济建设和国防安全的各个领域。
在经济建设领域,卫星导航为通信、电力、金融等经济基础行业提供低成本、高精度的时间同步,为交通运输、商业物流、建筑工程、渔业生产、矿藏开发、资源普查、灾害监测、公共安全、生命救助、个人移动电话、竞技体育等各行各业提供高精度定位、测速服务。卫星导航已成为继移动通信和互联网之后信息产业第三个重要的经济增长点。
可以说,“北斗三号”卫星成功部署完毕,在中国沿海和亚洲地区,中国的卫星定位导航商用市场将获得彻底改观。
在国防领域,卫星定位导航已成为建设信息化军队、打赢信息化战争的重要基础和保证,在联合作战指挥、战场态势感知、军事载体及人员引导与定位、精确打击、情报侦察、战场目标属性识别等方面发挥着重要作用。可以说,卫星导航已成为军事战斗力的有机组成部分和作战效能倍增器。
“北斗三号”卫星的成功部署,在国防领域无疑将大幅度提高精准打击能力。
北斗卫星定位导航系统的军事功能与美国GPS系统类似,如:飞机、导弹、水面舰艇和潜艇的定位导航;对弹道导弹机动发射车、自行火炮与多管火箭发射车等武器载具发射位置进行快速定位,缩短反应时间;人员搜救、水上排雷定位等。不过,因运作方式不同,我国的北斗卫星定位导航系统有一些GPS没有的功能,其中最重要的就是信息传输功能。
由于北斗卫星定位导航系统的简短通信功能可以进行安全快速的“群呼”,使用北斗系统的集团用户中心可以发出各种指令,经“北斗”指挥型用户机上传至“北斗”卫星,接着转给地面控制中心,再经出站链路传至“北斗”卫星向目标用户转发,最终达到对下属用户进行指挥调度的目的。
全球定位导航领域“四强争雄”
目前,世界上只有少数几个国家能自主研制组建卫星定位导航系统。北斗导航系统是我国具有自主知识产权的卫星定位系统,与美国GPS系统、俄罗斯格罗纳斯系统、欧盟伽利略系统并称为全球四大卫星定位导航系统。
北斗系统五大优势
事实上,在个人消费领域的商业定位应用方面,美国GPS系统一直处于垄断地位,全球汽车导航系统中使用的定位服务基本都采用美国的GPS设备。我国北斗定位导航系统的建成将有希望打破美国独霸民用全球卫星定位服务的格局。相比而言,采用北斗定位系统的应用具有五大优势。
一是它同时具备定位与通信功能,不需要其他通信系统支持,而GPS则没有通讯功能;
二是覆盖范围大,24小时全天候服务,没有通信盲区。北斗系统覆盖了中国及周边国家和地区,不仅可为中国,也可为周边国家服务;
三是特别适合集团用户大范围监控与管理,以及无依托地区数据采集和用户数据传输应用;
四是融合北斗定位导航系统和卫星增强系统两大资源,因此也可利用GPS使之应用更加丰富;五是自主系统,安全、可靠、稳定,保密性强,适合关键部门应用。
从市场的发展来看,世界上多套全球定位导航系统并存,相互之间的制约和互补将是各国大力发展全球定位导航产业的根本保证。中国建设的北斗卫星导航系统,目标为覆盖全球,规模庞大,整体性强,技术难度大,是大型复杂航天系统工程,是国家整体科技和工业水平等综合国力的象征。
实施北斗卫星导航系统建设必将带动原材料、元器件等基础工业能力提高,锻炼培养出一批高水平人才队伍,进一步推动我国科技和工业水平的整体跃升。
三大系统各擅胜场
从国际范围看,目前与北斗系统功能相似的系统有三家:美国的GPS、俄罗斯的格罗纳斯导航系统,以及欧盟的“伽利略”系统。
美国的GPS是一个中距离圆形轨道卫星导航系统,能为地球表面绝大部分地区提供准确的定位、测速和高精度时间标准。
GPS系统由美国国防部研制和维护,1994年全面建成。该系统包括:太空中的24颗GPS卫星;地面上的1个主控站、3个数据注入站和5个监测站,以及作为用户端的GPS接收机。只需其中3颗卫星,就能迅速确定用户端在地球上所处的位置及海拔高度。
GPS系统的一大优点是使用过程中,接收机不发出任何信号,增加了隐蔽性,提高了军事应用效能。
俄罗斯研发格罗纳斯卫星导航系统,由卫星、地面测控站和用户设备三部分组成,系统由21颗工作星和3颗备份星组成。
格罗纳斯系统于上世纪70年代开始研制,1982年发射首颗卫星入轨。在技术上格罗纳斯系统的抗干扰能力比GPS要好,但定位精度不及GPS系统。
欧盟的“伽利略”系统建设始于2003年,该系统主要是供民用,与设计做军事用途的GPS系统不同。
由于美国政府保留可限制GPS的信号强度、准确度,甚至把整组系统关闭的权力,当美国介入某场重大冲突时,全球各地的GPS民间用户就有可能无法使用定位导航系统。因此欧盟的“伽利略”系统常被看做欧盟在卫星定位导航领域向美国叫板的工具,政治色彩比较浓郁。“伽利略”系统的建设几经波折,预计可以在今年开始运作。