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中国近20年布局的这张网要拿世界第一

原标题:中国近20年布局的这张网要拿世界第一

撰文丨李岩

昨天(19日)凌晨2点,中国第42、43颗北斗导航卫星发射成功,随后顺利进入预定轨道。

政知见(微信ID:bqzhengzhiju)不得不承认这样一个“幸福的尴尬”,中国速度事实上已经让国人对北斗升空“见怪不怪”。然而,昨天发射的这两颗北斗卫星不一般,其成功入轨标志着我国北斗三号基本系统星座部署完成。

北斗卫星导航系统总设计师杨长风表示,北斗三号基本系统将于今年底正式开通运行,向“一带一路”国家和地区提供基本导航服务。这意味着中国北斗迈出从区域走向全球的“关键一步”。

走出亚太

什么叫北斗三号基本系统?这需要和中国的北斗部署规划谈起。

相比于美、俄、欧盟,中国在卫星导航系统上的探索起步较晚。上世纪90年代中后期北斗项目上马后,我国逐步确定了卫星导航系统“三步走”的发展战略:

1、2000年年底建成北斗一号系统,向中国提供服务

2、2012年年底建成北斗二号系统,向亚太地区提供服务

3、2020年前后建成北斗三号系统,向全球提供服务

既有发展规划清楚地显示出,中国北斗的部署从服务本国到亚太地区再到全球的三个节点。而在迈向全球的这“第三步”中,又细分为两个阶段:2018年底,依托北斗三号基本系统,实现覆盖“一带一路”沿线国家;2020年前后,覆盖全球。

两年后比肩美国?

需要提到的是,导航系统覆盖范围的拓展,绝非只依靠发射卫星数量的叠加。

相比于军事力量可实现全球部署的美国,中国不具备在全球架设基站的条件,因此中国选择了“星链”通讯来达到服务全球的目的。也就是说,中国这几十颗北斗卫星之间是可以相互传输数据的,即使卫星在基站的背面,同样可以通过“接力”将数据传回陆地。在这样的模式下,前期开始服务远离中国本土的“一带一路”沿线国家,对后面实现全球定位而言将积累重要的经验。

要实现“第三步”全球导航的目标究竟有多难?

目前全世界仅有四套卫星导航系统,分别是美国的GPS、俄罗斯的格洛纳斯、欧盟的伽利略系统以及中国的北斗。而在这四大系统中,只有GPS具备全球定位能力,其他的只能做到区域定位。此次北斗三号基本系统组网成功,标志着北斗离全球定位、比肩GPS又近了一大步。

顺利的话,再过一两年,中国将和美国并肩成为这个世界里唯二具备全球定位能力的国家。不论从国防还是经济角度去衡量,这无疑意义非凡。

实力如何?用精度说话

导航系统无疑是一个可以精确量化的技术性系统,那么北斗定位的精准度究竟如何?北斗三号相比前两代,有什么技术突破?

目前,依托北斗二号卫星在亚太地区提供服务的技术指标来看,北斗已经具有媲美GPS的一次定位精度,达到10米的级别。

这个数字或许看起来误差很大,政知见甚至看到过GPS定位精度达到了厘米级的消息。但需要说明的是,卫星定位精度在不同的观测条件下,数据差异会非常大。在辅以地基增强系统等差分技术后,北斗同样可以达到厘米级别的精度,并已有实际应用。另外,GPS对外宣称的免费民用版精度同样也是10米级。“北斗二号系统投入运行五年来从未发生过服务中断,定位精度稳中有升,服务性能跟GPS相当,亚太地区已经达到了国际先进水平。”杨长风介绍说。

翻阅大量科普文章后,政知见(微信ID:bqzhengzhiju)可以给读者一个定性的结论,未加其他辅助技术的单次定位精度,北斗和GPS不相上下。辅以提高精度的差分技术后的定位精度提升,北斗同样不落GPS。2017年,国防科大卫星导航定位技术中心负责人王飞雪曾透露,2015年俄罗斯导航产业界就一致认为中国的北斗排在俄罗斯和欧盟之前,列世界第二。“下一个目标是拿第一”。

相比已经与GPS精度相当的北斗二号,北斗三号又实现了哪些提升?

据介绍,北斗三号的定位精度相比上一代提升了1至2倍,达到2.5米至5米水平,建成后将为民版用户免费提供约10米精度的定位服务、0.2米/秒的测速服务,并且将为付费用户提供更高精度等级的服务。

“用北斗来发射北斗”

政知见(微信ID:bqzhengzhiju)梳理发现,从2017年11月北斗三号首颗卫星成功发射算起,到目前为止的一年里,我国共成功发射18颗北斗三号卫星,平均每月发射一颗半。正是这样的中国速度,让北斗三号基本系统如期部署。

说到北斗的神速发射,不得不提卫星的运载工具“北斗专列”——长征三号甲系列火箭。

资料显示,长三甲是我国目前现役发射次数最多的高轨中型运载火箭,适应能力强、服务轨道面多的特点和到目前为止百分之百的成功率,使之成为名副其实的“北斗专列”。此外,政知见注意到,长三甲在近期的发射任务中实现了“用北斗来发北斗”:即使用兼容北斗卫星导航系统的三模接收机。“三模”指的是北斗、GPS和格洛纳斯3种导航模式,这3种模式互相补充,进一步提高了火箭飞行入轨精度。

国内手机市场超40%兼容北斗

前文夸了这么半天我们自己的北斗,可是大家在生活中似乎感受不到它的存在:“既然厉害,为啥没人用?”实际上,北斗目前的应用范围已经十分广泛,甚至融入了每个中国人生活之中,只是我们不自知。

最明显的例子就是每人都会使用的手机导航。和前文火箭导航实现三模接收类似,目前包括高通、联发科、华为麒麟等主流智能手机处理器,均已兼容GPS+北斗+格洛纳斯三个导航系统,大部分安卓系统智能手机品牌(包括三星、华为、小米、O/V、坚果),其处理器均采购自上述主流厂商,遗憾的是,苹果自家的处理器仍未支持北斗。这就是说只要你的手机型号不太老,北斗系统就已经在为你每天的打车、导航、查地图贡献一份力。

《局座召忠》公号的小编还曾亲自做过这样一个试验,用卫星状态监测软件验证了其手机定位信号的来源(下图):在这样的工作模式下,手机的定位、导航信号是由中、美、俄三国的卫星共同提供的,相互配合、补足。

北斗芯片生产企业的负责人曾对媒体透露,北斗和GPS等系统是一种既有竞争也有合作的关系,目前市场上的绝对主力是兼容北斗、GPS等多个导航系统的芯片,GPS单功能芯片甚至可以忽略不计。“2017年的数据显示,国内销售的智能手机中有超过40%的款型兼容北斗定位系统。用户不管用哪个系统,只要定位准确就好。”

此外,政知见(微信ID:bqzhengzhiju)还注意到,除了在智能手机上的应用,北斗还在公安、交通、渔业、电力、林业、减灾等行业得到广泛使用,融入各自业务系统。全国超过480万辆营运车辆安装北斗终端,建成了全球最大的车联网平台;全国4万余艘渔船安装北斗终端,累计救助渔民超过1万人。中国卫星导航系统管理办公室主任、北斗卫星导航系统发言人冉承其曾在发布会上介绍,2017年国内卫星导航产业年产值预计超过2500亿元,北斗贡献率达80%。

资料 | 新华社 澎湃 北京青年报 局座召忠微信公号

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