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1年10箭18星,中国速度又一次震惊世界!

一、为什么建设北斗系统?

想必会有很多人问起这个问题:成熟的GPS系统已经发展了30多年,商业规模化做得非常廉价、高效,为什么还要花巨额资金建设自己的北斗系统?

事实上,GPS本质是一个军用卫星导航系统,隶属于美国空军,常年保持32颗在轨工作。这个系统主要包含军用码和民用码两种信号,显而易见,军码和民码的精度级别不在一个量级,前者是毫米级别,后者是分米级别(还是美国取消信号干扰后)。

依赖GPS导航的战斧式巡航导弹是“外科手术式打击”的著名武器之一(图自:Wikipedia)

GPS的出现,为人类战争史贡献了一个新词“外科手术式打击”,该词起源于1990年的海湾战争,GPS精密制导武器崭露头角。最典型的例子是原本需要数十架轰炸机、投弹数百吨才能完成的水坝轰炸任务,变成仅需2枚导弹在数百公里外突袭发射即可,甚至第二枚可以通过第一枚炸开的大坝缺口钻进去。后续战争中,各种精准打击的例子比比皆是。目前,美军除了子弹以外几乎所有会动的武器、装备、士兵都携带了GPS定位模块。

它对于民用的意义也极大。我们日常生活中用到的定位服务,包括但不限于地图导航、共享单车/打车等,都依赖GPS。大型电网、金融交易、电信通讯等都需要星上原子钟精密授时。科学领域,很多研究地球重力场、磁场、板块运动、大气、海洋、冰川、自然灾害的卫星,都需要GPS系统帮助卫星精密定轨。大型基建工程,例如高铁、大桥、机场建设,也需要GPS标定。新兴技术中自动驾驶、精准农业亦是如此。

但GPS是不以你的利益为第一位的,它是以美国利益为第一位,无可厚非。早期,GPS系统在所有的民用信号上放了干扰。后来为应对俄罗斯/苏联的格洛纳斯系统挑战,取消了这个干扰(2000年5月2日),然后定位精度就得到极大提高。

去除主动干扰后,GPS定位精度大大提高(图自:schlaggo.de)

作为运营者,停止GPS服务、增加干扰、乃至提供虚假位置服务信息,都具有可执行性,这不仅对于民用,对于军用更是致命的。1999年印巴Kaigil战争期间,美国直接关停了印巴战区的所有GPS服务,导致双方依赖GPS的设备无法使用,给双方造成巨大损失。这件事情之后,印度彻底放弃了原本依赖GPS增强印度地区服务的卫星导航系统建设,决心自己做一套独立的系统(现在仅有日本的QZSS/准天顶系统是依赖GPS)。

欧盟亦是如此想法,可是中国曾经抛出橄榄枝后并没有所以然,核心技术对我们依然是封锁的。那么问题来了,中国不依赖GPS、改成依赖伽利略系统就是好事情了?印度都在搞自己家的系统,我们要不要自己搞一套?

于是过去20多年内,中国航天人筚路蓝缕,以启山林,从实验阶段开始走,逐渐实现区域有源定位(2004)、区域无源定位(2012)和全球无源定位(2020),这就是北斗一代、二代和三代,逐步掌握独立自主的核心技术。现在是北斗三代建设的核心期,大概将在2020年完成全部建设。

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