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原标题:“斗极”总算要来了!欧美为何对此咬牙切齿?
归于我国人自己的全球卫星导航体系——“斗极”总算要来了!
就在11月5日晚上!19时45分,我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭,以“一箭双星”方法成功发射第二十四、二十五颗斗极导航卫星,这也是我国初次发射的斗极三号组网卫星,正式敞开了斗极导航卫星体系的“全球组网”年代。
现在,初次发射的斗极三号卫星则是向全球供给效劳。
一向以来,许多声响都以为斗极能和美国的GPS一决高低,可也有一些人很以为,我国开展斗极导航终究时日尚短,怎么能跟“资格很深”的GPS相抗衡?
斗极实在实力终究怎么,是被过度高估了吗?库叔选取了前段时刻发过的一篇旧文以飨读者。
文 毛新愿 眺望智库特约科技观察员
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有了GPS,为啥还要搞“斗极”?
GPS全称为Global Positioning System,隶归于美国空军,能为全球用户供给低本钱、高精度的三维方位、速度和准确守时等导航信息。
这个体系首要包括民码和军码两种信号,二者精细等级不在一个量级,前者是毫米等级,后者是分米等级。
GPS有多强大?
军事方面:现在,美国简直一切的飞机、坦克、舰船、单兵、准确制导弹药都在运用GPS。
在战场上,准确制导的重要性毋庸置疑。
最典型的运用是在1991年海湾战役时期,美国轰炸伊拉克水电站,至少需求数百吨惯例弹药,并且,轰炸机面临着巨大的防空火力要挟。而根据GPS和图画准确制导的导弹,只需两颗——一颗炸出缺口,第二颗沿着缺口飞进去,在百公里外发射便可主动飞向方针。
第2次海湾战役期间,乃至呈现了导弹顺着新闻大楼通风口一向钻下去的高精度突击场景。
此外,关于战场指挥体系,特别是大空间跨度的指挥,极点准确的时刻同步也是十分重要的,GPS都能够做。
民用方面:离开了GPS,手机不能导航,微信不能同享方位,各种地图都不能用......
离开了GPS,国家的电网都会没那么安稳。
离开了GPS,各大股票/大宗商品买卖所的时刻无法准确同步(GPS可做到纳秒等级授时),为确保安全,金融功率会下降许多,还玩什么高频买卖、超短线?
离开了GPS,科学界现在的大气、重力场、地球磁场、地球板块运动、地震及火山自然灾害、地球洋流和海平面改变、冰川运动和消融等研讨,就底子能够退回到20年前的状况了,这些年上述范畴的严重打破都和GPS有严密联系。
离开了GPS,主动驾驶技能、精细农业、民航飞机高精度起飞下降自主导航,都是梦。
离开了GPS,超大工程定位,比方港珠澳大桥、高铁、打破人类天边的各个我国大桥,就没那么多我国速度了,丈量与校对就满足折腾的。
......
可是,这么重要的GPS,极易被操控。
如果彻底依靠GPS,美国加上了搅扰,怎么办?或许,底子不让你用了呢?还有更极点的,爽性给你发送虚伪的GPS信号呢(GPS的搅扰、诈骗都简单完结)?
那么,轻则轿车、轮船等走错路,重则导弹进犯过错方针,打到自己也极有可能。
在美国GPS一家独大之时,美国军方在一切民用信号上放了搅扰。后来俄罗斯格洛纳斯(GLONASS)体系呈现,美国为了应对竞赛才撤销了这个搅扰(2000年5月2日)。从图中能够看出,撤销搅扰后,民用信号的定位精度直接从百米级进步到了今日的米级。
从前高度依靠美国GPS体系的印度也吃过大亏。
1999年,印巴卡吉尔(Kargil)战役期间,美国觉得不能让印度太得瑟,就直接封闭了印巴战区的一切GPS效劳,导致印度的兵器和战士瞬间“失明”,遭受了巨大的丢失。
后来,印度痛定思痛,抛弃了自己原先开发的GPS增强体系及与GPS相关的卫星,自己做了一套区域性的导航体系。
2
大国重器,有必要靠自己!
实际上,早在1970年,我国就提出了关于卫星导航技能的证明方案——“灯塔”项目,与美、苏在同一时期,后来,因国内外局势改变被逼下马。
海湾战役给全国际“上了一课”,我们都深入意识到卫星导航体系的巨大价值。
1993年7月23日,美国惹是生非地指控我国“银河”号货轮将制作化学兵器的质料运往伊朗。其时,“银河”号正在印度洋上正常飞行,俄然船停了下来。过后我们才知道,这是由于其时美国部分封闭了该船地点海区的GPS导航效劳,使得船不知道该向哪个方向行进。
“银河号事情”使我们清楚地意识到:卫星导航,我们必定要自己搞出来!
1994年,我国开端进行斗极一号的研发作业;
2000年,发射了两颗停止轨迹卫星,完结了区域性(仅限于亚太区域)卫星导航;
2003年,又发射了一颗备份卫星,斗极一号正式竣工,我国现已在军事范畴(战术兵器等)摆脱了对GPS的依靠。
按原方案,我国只需研宣布斗极一号运用于亚太区域即可,在全球性运用方面寄望于与欧盟方案一起推出伽利略体系。
2000年,伽利略体系立项;
2003年,我国首先参加该项目,出资逾越2亿欧元,并敏捷成立了中欧卫星导航技能培训协作中心。
可是,造价仅仅相当于一个欧洲新宝3中型机场的伽利略体系(35亿欧元)开展很不顺畅,欧盟麾下各国尔虞我诈,导致这个项目被不断推延——方案于2006年前后建成的体系至今仍未完结。我国尽管是出资方,却被不断架空,欧盟许多中心技能的研讨都把我国扫除在外。
我国决断决议:自己干!
2007年,我国开端正式建造自己的斗极卫星导航体系,也就是我们熟知的斗极二代。
到了2012年,我们现已发射了16颗卫星,彻底掩盖了亚太区域。
斗极二号的建造与作业给我们积累了许多的技能和经历,我们的目光已逾越亚太区域、投向全国际任何一个当地。
所以,斗极三号正式开端建造。2015年,我国发射了斗极三号第一颗卫星,现在,进入建造高潮期。
现在,斗极现已生长为合计23颗的巨大卫星导航体系,在2020年,将有35颗卫星处于作业状况,然后完结全球无差别的高精度定位。
2017年9月28日斗极可见卫星图
3
我国斗极有两大“绝活”
评估导航体系的首要方针首要有四项:
*军用价值。导航体系最首要的意图是效劳于军事(美国GPS、我国斗极、俄罗斯格洛纳斯均隶归于军方)。
*民用价值。民用是能够挣钱的,因而挣钱和商业化才干也是个极点重要的方针。
*有用性。全球性的必定比区域的好,1厘米精度的必定比1米的好,能1分钟定位的必定比1小时的好,独立的必定比依靠其他卫星体系的好。
*安稳性。几个体系处于竞赛状况,所以需求坚持现有状况安稳,频频发射卫星弥补(终究都是几十个大卫星的卫星星座),并且由于竞赛和需求有必要更新换代。
依照这四个方针来看,美国的GPS导航体系依然名列前茅——GPS是现已开展了30多年的老练体系,早就完结了全球掩盖,卫星弥补安稳,长时间维持在32颗,并现已更新到第三代。
GPS体系星座动态图
最重要的是,GPS简直独占了全国际民用导航商场,其商业价值远远逾越军方出资。后来者很难与其争锋。
我国的斗极卫星导航体系紧随其后。
我国斗极星座
斗极有两大“绝活”:
一是最杂乱的星座体系。
不同于国际其他任何一个体系,斗极是仅有一个运用了地球停止轨迹(36000公里高)、地球歪斜同步轨迹(36000公里高)和中轨轨迹(20000+公里高)的卫星导航体系。GPS、格洛纳斯、伽利略都是仅运用中轨轨迹。
斗极运用了更加高轨的停止和歪斜同步轨迹,卫星轨迹作业周期为24小时,其信号会长时间掩盖指定区域,且卫星之间构成的数据通讯链路也能校对差错、进一步进步精度。
我国要点掩盖的区域是亚太区域及“一带一路”区域,体系建成后,这些区域均将取得优于GPS体系的精准定位。
二是短报文体系。
其他一切定位体系只接纳太空信号,不与通讯卫星进行任何沟通。而斗极的接纳机能够和卫星进行沟通,最典型的运用是能够发布140个字的短报文,就像现在人们平常用的“短信”,既能够定位,又能显现发布者的方位。
在海洋、沙漠和户外等没有网络的当地,装置斗极体系终端的用能够定位自己的方位,并能够向外界发布文字信息。该技能将被用于紧迫救援、户外作业、海上作业体系。
更重要的是,斗极的短报文功用能够完结双向通讯,供给的指挥端机可进行一点对多点的播送传输,为各种渠道运用供给了极大便当,在国防、民生和应急救援等范畴具有很强的运用价值。
特别是在灾区,在通讯、电力中止或移动通讯无法掩盖斗极终端的情况下,能够运用短报文进行通讯。
2008年汶川地震时,进入重灾区的救援部队使用120字的短报文打破通讯盲点、与外界取得联系,及时向指挥部汇报了灾情。
并且,这个功用不光有用,并且本钱很低,现在我国民用短报文大约几毛钱一条。
由上可知,无论是军用仍是民用,斗极对我国含义严重,称其为“国之重器”一点点不为过。在技能上,它彻底能够与新一代GPS比美,之前有媒体报道过某博士破解了斗极信息,彻底是流言,由于“破解”的是民码,而民码本来就是要揭露的(全国际各个体系都是如此)。
仅仅比较GPS,在商业化方面,斗极暂时很难从每年千亿美元等级的GPS商场那里“分一杯羹”。并且,斗极体系没有彻底建成,竞赛力较为有限。
不过,2020年前后,斗极三期彻底建成,巨大的国内商场和“一带一路”国家的需求足以支撑斗极生长为国际第二大体系。在未来,斗极还有很大上升空间。
4
俄欧印日的导航体系怎么样?
现在,国际上有四大全球导航体系、两个区域性导航体系。除中美外,俄罗斯、欧盟、日本也在搞导航体系,它们水平怎么样呢?
俄罗斯的格洛纳斯(GLONASS)体系
该体系自苏联时期开端建造,是仅有一个频分多址的体系(不同于其他体系的码分多址)。
这两个的差异能够用一个比如描述:在一条狭隘的路途上(国际上频段资源十分有限),在运货(导航信息)的过程中,你能够挑选用许多小车(多个频率,俄罗斯方案),也能够挑选用2辆(老版别GPS两个频率)大车,或3辆大车(伽利略、新GPS、斗极三个频率)运送,各有利弊。
格洛纳斯GLONASS体系现在的星座
由于小车运送,格洛纳斯安全系数高,在抗搅扰和诈骗等方面很强,一起兼容性较差、保护本钱很高。
共同的轨迹规划使其在高纬度区域具有很高的运用价值(终究考虑俄罗斯地理方位),可是,高纬度区域人口太少,再加上俄罗斯一向以来跟欧美矛盾重重,格洛纳斯很难扩展用户,简直不具备商业化潜力。
苏联崩溃后,格洛纳斯陷入绝境。普京的强力支撑让这个体系妙手回春,但也仅让其维持在理论上最少的24颗卫星。现在,格洛纳斯体系是俄罗斯政府最大花费的单个项目,跟着俄罗斯经济式微,远景很不达观。
欧洲的伽利略(Galileo)体系
它从前是斗极的“教师”,起步就三频信号,仅仅被延迟了10年后才重新开端发射卫星,失去了许多良机。现在,该体系有了18颗卫星,要连续补到30颗才干掩盖全球。
一向以来,欧洲在军事上依靠于美国,并且苏联崩溃后,欧洲没有了大规模正规军侵略的要挟。所以伽利略体系在起步阶段就定位为“民用”体系。欧洲真实垂青的,是以定位导航为中心的巨大商场——在其时,全球的卫星导航所触及、发生的经济赢利,底子上全都被美国赚取了。
可是,它的商业化路途走得并不轻松。
“伽利略”方案的推出,影响了美国和俄罗斯加速技能更新,新一代GPS和新一代“格洛纳斯”的定位精度等技能方针很快反超“伽利略”,“伽利略”逐步丧失了技能相对抢先的优势。
而我国斗极二号的横空出世,不只使欧洲“伽利略”体系预备与美国GPS一争高低的希望大打折扣,也减弱了“伽利略”未来的商场远景。这现已跟它最初的方针相差太多。
伽利略体系星座
印度区域导航体系IRNSS
印度的区域导航体系仅能掩盖印度及其邻近
曾经,印度有一个依靠于GPS的区域增强体系,上文提过,在印巴抵触期间,美国关掉了交兵两边的GPS效劳。印度后来自给自足,建成了一个独立的区域增强体系IRNSS。掩盖规模仅限印度这一片,并且,最近几颗卫星上的原子钟连续呈现毛病,如果不快速发射卫星进行弥补,很可能会导致使命失效。
日本的准天顶体系QZSS
日本的准天顶体系,是现在国际上最小的导航体系
这是一个依靠于GPS效劳、加强GPS体系在日本区域运用的体系,发的信号都和GPS一样。如果美国GPS关掉信号不让它用,它就真不能用了。现在仅有3颗卫星为它效劳。
从全球六大卫星导航体系来看,我国的斗极在技能方面不亚于美国GPS。尽管GPS很早便进入了商场、完结了独占,斗极的商业化推行极难进行(没有民用的盈余,光靠国家出资不是长久之计),但我们仍是要一步一步地走下去。
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