27日凌晨5時44分，“長征三號甲”運載火箭噴射出橘紅色烈焰，托舉著第九顆北斗導航衛(wèi)星直沖九霄。這顆衛(wèi)星的成功發(fā)射，標志著中國北斗區(qū)域衛(wèi)星導航系統(tǒng)建設又邁出堅實一步。

　　今年4月10日，第8顆北斗衛(wèi)星成功發(fā)射后，已經標志著中國繼美國的GPS、俄羅斯的GLONASS系統(tǒng)之后，成為又一個擁有自主衛(wèi)星導航系統(tǒng)的國家。我國為何發(fā)展自主衛(wèi)星導航系統(tǒng)?建設“北斗”系統(tǒng)有何戰(zhàn)略規(guī)劃?何時能夠形成堪比GPS、具備穩(wěn)定便捷導航能力和廣闊市場前景的全球定位系統(tǒng)?記者對話多位權威專家，揭開“北斗”系統(tǒng)的神秘面紗。

　　衛(wèi)星導航為何要有“中國造”

　　國家安全不能依賴洋貨

　　受訪專家

　　郭樹人 中國衛(wèi)星導航系統(tǒng)管理辦公室副研究員，1972年出生，多年從事北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的總體論證、設計和建設工作，北斗和伽利略系統(tǒng)兼容與互操作技術工作組TWG聯合主席。

　　曹沖 中國電波傳播研究所原研究員，中國全球定位系統(tǒng)技術應用協會咨詢中心主任。

　　記者：一說起衛(wèi)星導航，大部分讀者馬上就會想到美國的GPS系統(tǒng)，它在手機、汽車用戶中的應用已很普及。很多人眼中，GPS幾乎就是衛(wèi)星導航的代名詞，在這種局面下，我國為何還要發(fā)展建設自己的衛(wèi)星導航系統(tǒng)?

　　郭樹人：首先，衛(wèi)星導航在國家經濟社會建設和平穩(wěn)運行中的作用越來越重要。

　　導航衛(wèi)星提供的定位、授時服務,以前可能令人覺得可有可無，但隨著時代發(fā)展，現在已變成一種依賴，沒有衛(wèi)星導航，可能很多事情都干不成，就像突然停電造成的影響一樣。歐盟10年前曾預測，衛(wèi)星導航中斷一天，經濟損失將超過10億歐元，現在再評估這種損失的話，數額可能要翻幾番。如果過分依賴國外機構提供的衛(wèi)星導航服務，一旦對方出于政治、軍事目的，有意在一個區(qū)域內關閉或者降低導航定位精度，造成的混亂和損失將難以估量。因此，出于國家安全考慮，中國要發(fā)展自己的導航系統(tǒng)。

　　其次，美國的GPS系統(tǒng)發(fā)展到今天，年產值已達幾百億美元，預計到2020年將達到4000億美元。在這樣的廣闊的市場前景下，我們也必須發(fā)展自己的導航事業(yè)，促進我國衛(wèi)星導航產業(yè)鏈的形成，完善相關應用產業(yè)的支撐、推廣和保障體系，推動衛(wèi)星導航在國民經濟和社會各行業(yè)的廣泛應用。

　　曹沖：衛(wèi)星導航是國家重要基礎設施，對國防安全和經濟建設貢獻巨大。此外，衛(wèi)星導航本身是一個高技術產物，發(fā)展我國的導航事業(yè)對于推進國家整體科技水平提高也有重大意義。

　　早期的“北斗”是試驗系統(tǒng)，與GPS或者歐洲的“伽利略”、俄羅斯的“格洛納斯”系統(tǒng)相比還有比較大的差距，而且用戶數量有限，工作過程還比較復雜，不是接收信號就能定位，必須有發(fā)射機向導航衛(wèi)星發(fā)出定位請求，再由衛(wèi)星發(fā)回定位信號。這使得終端設備個頭大、成本也較高，一萬多元才能買一套，應用范圍和用戶數量受到限制。目前，我們通過早期導航試驗系統(tǒng)積累的經驗，正在逐步形成正式的導航系統(tǒng)，與國際先進水平的差距也正在縮小。

　　“北斗”系統(tǒng)建設三步走

　　預計今年十月服務升級

　　記者：我國發(fā)展北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)遵循“三步走”戰(zhàn)略，具體情況如何?

　　郭樹人：1983年，航天專家陳芳允院士在國內首次提出利用兩顆地球靜止軌道通信衛(wèi)星實現區(qū)域快速導航定位的設想，1994年，我國啟動北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)建設，目標是提供“獨立自主、開放兼容、技術先進、穩(wěn)定可靠”的衛(wèi)星導航服務，按照“三步走”戰(zhàn)略穩(wěn)步推進。

　　第一步，組建衛(wèi)星導航試驗系統(tǒng)。我國于2000年建成了由2顆北斗導航試驗衛(wèi)星組成的試驗系統(tǒng)，與國外同類系統(tǒng)相比，北斗試驗系統(tǒng)的優(yōu)點是投資少，組建快，尤其是具有通信功能，特別適用于需把導航與通信相結合的用戶。

　　“5·12”汶川地震中，來自汶川縣城的第一條災區(qū)信息就是通過北斗衛(wèi)星傳輸出來的。震后災區(qū)通信癱瘓，災情無法掌握。震后次日中午12時，北斗試驗系統(tǒng)接收到距汶川縣城40公里處發(fā)來的定位請求。這是武警四川總隊一支小分隊攜帶試驗系統(tǒng)終端機，正沿317公路以每小時6公里的速度向汶川挺進，他們通過北斗導航衛(wèi)星特有的短信功能，將災區(qū)的信息傳遞出來，在實現自我定位的同時，也為指揮救援提供了有效途徑。在玉樹地震救援中，北斗導航試驗系統(tǒng)同樣發(fā)揮了重大作用。

　　但是，也應該看到試驗系統(tǒng)的一些缺陷，比如不能實現連續(xù)定位，而是一種應答式定位，飛機、汽車等高速移動的交通工具里無法使用。另外，試驗系統(tǒng)有容量限制，衛(wèi)星轉發(fā)器總容量限制了用戶的開發(fā)。

　　第二步，在2012年完成14顆衛(wèi)星發(fā)射任務，組成區(qū)域性、可以自主導航的定位系統(tǒng)。區(qū)域系統(tǒng)將為中國及周邊地區(qū)的用戶提供陸、海、空導航定位服務，為航天用戶提供定位和軌道測定手段，滿足導航定位信息交換的需要等。

　　第三步，在2020年前，建成由30多顆衛(wèi)星組成的、與GPS一樣覆蓋全球的全球導航系統(tǒng)。

　　記者：為什么今年4月10日發(fā)射的第8顆北斗導航衛(wèi)星受到廣泛關注?

　　郭樹人：第8顆北斗衛(wèi)星的成功發(fā)射，標志著北斗區(qū)域衛(wèi)星導航系統(tǒng)基本建成，自主衛(wèi)星導航系統(tǒng)建設進入新階段。中國成為繼美國、俄羅斯之后，又一個擁有自主衛(wèi)星導航系統(tǒng)的國家。第8顆北斗衛(wèi)星上天后，預計于今年10月可以為亞太地區(qū)、包括西太平洋和印度洋的一部分區(qū)域，提供用戶數量不受限制、連續(xù)導航、性能較高、區(qū)域性初始服務的導航系統(tǒng)。這將引導下游的研發(fā)、生產單位開發(fā)出國產北斗導航芯片、導航終端，逐步提高“北斗”系統(tǒng)的影響力。

　　曹沖：北斗系統(tǒng)的建設計劃在今、明兩年發(fā)射多顆衛(wèi)星上天，形成14顆衛(wèi)星組成的星座，其中有5顆同步衛(wèi)星，5顆傾斜軌道衛(wèi)星，還有4顆中軌衛(wèi)星。14顆導航衛(wèi)星將使北斗導航系統(tǒng)能夠正式提供服務。到2020年，將有30多顆北斗導航衛(wèi)星在軌，形成全球導航系統(tǒng)。

　　獨有短信功能如何與GPS共存

　　打造“一機雙卡”

　　郭樹人介紹，北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)將提供高質量的衛(wèi)星導航服務，包括開放和授權兩種服務類型。開放服務將面向大眾用戶免費提供高可靠性的定位、測速和授時服務，定位精度10米，測速精度0.2米/秒，授時精度10納秒;授權服務面向專業(yè)用戶提供更高精度的定位、測速、授時服務，此外還能提供短報文通信、差分服務以及系統(tǒng)完好性的信息服務。

　　與GPS、歐洲的“伽利略”、俄羅斯的“格洛納斯”相比，北斗導航系統(tǒng)最有特色的是短信功能。

　　短報文通信服務能力為每次120個漢字。郭樹人將這120個漢字比喻為關鍵時候的“救命信”。如果有“驢友”在野外迷路，又無法用手機、對講機與外界聯系時，就可以用北斗導航終端測出自己的位置，再向衛(wèi)星發(fā)送短信，將自己的位置信息告訴救援者，“這是GPS導航儀無法完成的工作”。

　　目前，在東海、南海作業(yè)的漁船已安裝了一萬多臺北斗導航終端。并構建起“北斗”衛(wèi)星海洋漁業(yè)綜合信息服務網，實現了多網合一的漁船船位集中監(jiān)控。該信息服務網能向漁業(yè)管理部門提供船位監(jiān)控、緊急救援、政策發(fā)布、漁船出入港管理服務等; 向海上漁船提供導航定位、遇險求救、航海通告、增值信息(如天氣、海浪、漁市行情)等服務;提供船與船、船與岸間的短消息互通服務等，極大地提高了漁業(yè)管理部門的漁船安全生產保障水平，提高了漁民收入。還能減少外事爭端，維護中國的海洋權益。

　　基于北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的民用車載導航儀預計在明年推出，北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)功能如此強大，是否意味著會取代GPS?

　　對此，曹沖認為，“北斗導航不會取代GPS，而是與之互補”。他解釋，北斗與GPS的競爭最終還是在導航儀等終端設備上。目前的基本思路，是將北斗跟GPS捆綁在一起，用類似于手機“一機雙卡”的模式，令雙模系統(tǒng)在一臺導航儀上兼容使用，互相自動切換，從而提高定位精度。

　　在導航儀中，接收機芯片是最核心的技術。要實現北斗和GPS兩套系統(tǒng)的“一機雙卡”模式，需要在同一個芯片中容納兩個導航系統(tǒng)，并在不同環(huán)境下對不同的信號進行聯合處理，還要保持工作的穩(wěn)定性。曹沖認為，這是目前研發(fā)的難點，比如接收天線的研制就比較復雜，還要做相當多的工作。

　　未來產值可達數百億

　　廣東仍缺核心競爭力

　　郭樹人介紹，目前，全球只有美國的GPS、俄羅斯的格洛納斯、歐洲的伽利略和中國的北斗四個系統(tǒng)，日本、印度也在建自己的導航系統(tǒng)，但還沒有形成系統(tǒng)。在四大全球系統(tǒng)中，美國的GPS遙遙領先;俄羅斯的格洛納斯導航精度較高，但目前遭遇資金困境;歐洲的伽利略正在恢復建設中，其進度比中國慢，目前僅有兩顆試驗性衛(wèi)星在太空運行。預計到2020年北斗全球導航系統(tǒng)建成后，能在市場排到第二位。

　　美國的GPS的確已經覆蓋了各個領域和個人用戶，但中國的市場很大，而且還沒有充分開發(fā)，這就給北斗系統(tǒng)留下時間和空間。

　　曹沖介紹說，去年年初，為打破美國GPS的壟斷，俄羅斯政府規(guī)定在俄羅斯境內銷售的導航儀必須加裝用俄產格洛納斯導航系統(tǒng)，同時進口GPS導航儀的關稅提高至25%。目前，俄羅斯國內已有23%的飛機、87%的船只和80%的公共交通工具使用自己的導航系統(tǒng)，莫斯科公交車將于年底前全部安裝格洛納斯導航儀。“我認為，在國家核心的行業(yè)、領域，也必須用我們自主的北斗導航系統(tǒng)。”曹沖說，“因為你用別人的導航系統(tǒng)，如果有一天外國機構有意關閉或者降低導航定位精度，就有可能危及自身安全。”

　　GPS發(fā)展到現在，每年產值已達數百億美元，預計到2020年，這個數字可達到4000億美元。同樣地，北斗系統(tǒng)也可以帶動數百億元人民幣產值。曹沖介紹，芯片、板卡占導航設備價值的50%—65%。未來在北斗二代組網之后，兼容北斗二代的GPS芯片將占衛(wèi)星導航芯片市場的30%以上，因而與北斗二代相關的芯片與模塊的制造產業(yè)就能產生約70億元人民幣的收入。

　　面對龐大的市場，作為導航設備產業(yè)大省，廣東的廠家準備好了么?

　　廣州海格通信集團股份有限公司副總工程師劉彥指出，廣東省衛(wèi)星導航芯片的研發(fā)和生產目前尚跟不上整機制造業(yè)發(fā)展的步伐，面上紅火的導航接收設備缺少“中國芯”、“廣東芯”。

　　作為全球重要的電子信息產品制造基地，廣東涉及導航、定位的相關企業(yè)超過400家，產品產值約占全國60%，應用產值約占全國30%。在北斗系統(tǒng)的民用產業(yè)化過程中，廣東具有無可比擬的產業(yè)優(yōu)勢。然而，在高端人才、技術研發(fā)能力、產業(yè)管理和規(guī)劃等方面還較欠缺。

　　劉彥分析，目前廣東從事衛(wèi)星導航接收終端生產的企業(yè)有300多家，占省內相關企業(yè)總數的80.5%，顯示出產業(yè)整體技術水平較低的問題。除了電子地圖數據采集和編制行業(yè)受國家法律保護，外國廠家無法涉足外，其他核心的芯片、模塊基本上都來自國外。從系統(tǒng)競爭的觀點看，廣東的導航產業(yè)做的是全球產業(yè)鏈的中下游，大量的中小企業(yè)重復投資，缺乏核心競爭力。

　　劉彥說，要與GPS競爭，需要做強行業(yè)，做出龍頭企業(yè)。北斗系統(tǒng)應用發(fā)展的初期，首先要有市場，通過政府出臺政策牽引，可以創(chuàng)造一部分行業(yè)需求給北斗系統(tǒng)，但是再往后發(fā)展，就要靠有競爭力的產品。

　　相關鏈接

　　已經建立的衛(wèi)星導航系統(tǒng)：

　　美國全球定位系統(tǒng)(GPS)：GPS是目前唯一覆蓋全球的系統(tǒng)，由美國政府于上世紀70年代開始進行研制，并于1994年全面建成。GPS信號分為民用的標準定位服務和軍用的精確定位服務兩類，民用定位精確度在10米左右，軍用精度在10米以內。

　　俄羅斯格洛納斯全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)(GLONASS)：目前只覆蓋俄羅斯境內，精度為6米，未來兩三年內可精確到1至2米。格洛納斯系統(tǒng)計劃在年底前組網完畢，目前，俄羅斯許多戰(zhàn)機和艦艇都使用了“雙G(GPS/GLONASS)系統(tǒng)”。

　　中國北斗導航系統(tǒng)：目前只覆蓋中國境內，是中國自行研制開發(fā)的區(qū)域性有源三維衛(wèi)星定位與通信系統(tǒng)(CNSS)，是繼美國的GPS和俄羅斯的格洛納斯之后第三個成熟的衛(wèi)星導航系統(tǒng)。北斗衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)目前已經發(fā)射了9顆衛(wèi)星，計劃于2012年覆蓋亞太地區(qū)，2020年擴充為全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)。

　　正在建設的衛(wèi)星導航系統(tǒng)：

　　歐盟伽利略定位系統(tǒng)(Galileo)：歐盟在1999年初正式推出“伽利略”計劃，部署新一代定位衛(wèi)星。該方案由27顆運行衛(wèi)星和3顆預備衛(wèi)星組成，可以覆蓋全球，位置精度達數米，亦可與美國的GPS系統(tǒng)兼容，總投資為35億歐元。

　　日本準天頂衛(wèi)星系統(tǒng)(QZSS)：服務只覆蓋于東亞地區(qū)，預計由3顆衛(wèi)星組成，但目前只發(fā)射了一號機“導引號”。2012年全部發(fā)射完成后，將形成全時段覆蓋，為日本軍事機構和企業(yè)提供導航服務。

　　印度靜地軌道增強導航系統(tǒng)(GAGAN)：今年5月21日，搭載印度首個GAGAN導航系統(tǒng)的GSAT-8通訊衛(wèi)星在法屬圭亞那的庫魯發(fā)射場成功升空。這是首個成功發(fā)射的印度靜地軌道增強導航系統(tǒng)，它將被用于印度次大陸和周邊地區(qū)的航空導航。(王普)