路在何方問“北斗”

姜念濤 梅中客

坐在辦公室就可以監(jiān)控大貨車的速度和所處的位置，你覺得神奇嗎？其實(shí)這不足為怪。懂行的人都知道，GPS就可以實(shí)現(xiàn)。但是你今天看到的卻不是GPS，而是我國自主研發(fā)的北斗導(dǎo)航。

北斗系統(tǒng)是中國自主發(fā)展、獨(dú)立運(yùn)行的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，1994年開始建設(shè)，2000年發(fā)射第一顆星，2003年形成雙星定位系統(tǒng)，2012年底覆蓋亞太地區(qū)，2020年將形成全球系統(tǒng)。

“北斗”星光耀南京

南京北斗衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)基地是全國第四家北斗產(chǎn)業(yè)基地。在南京高新區(qū)，在一年多的時(shí)間里，十多家科研院所，近百家企業(yè)搶先搭上了這條被譽(yù)為朝陽產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈。走進(jìn)南京高新區(qū)“中國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航（南京）產(chǎn)業(yè)基地”內(nèi)，一棟18層建筑格外引人注目，鑲嵌在樓頂?shù)乃膫€(gè)鮮紅大字“北斗大廈”，由中國“衛(wèi)星之父”孫家棟院士親筆題寫。北斗大廈內(nèi)部擁有北斗位置網(wǎng)中心、北斗產(chǎn)業(yè)展示中心、北斗產(chǎn)品檢測認(rèn)證中心等服務(wù)平臺(tái)，目前已有北斗時(shí)代、眾力星辰等10多個(gè)項(xiàng)目陸續(xù)入駐。同時(shí)，北斗大廈二期約6.5萬平方米研發(fā)樓也已啟動(dòng)建設(shè)，預(yù)計(jì)2014年12月竣工交付使用。

“在北斗出現(xiàn)以前，美國GPS在中國導(dǎo)航市場的份額占到90%以上，無論從國家安全還是經(jīng)濟(jì)效益考慮，這都是重大隱患。”中科院院士、國際宇航科學(xué)院院士、“兩彈一星”元?jiǎng)讓O家棟院士說。所幸目前國產(chǎn)的北斗系統(tǒng)正在逐漸被國內(nèi)用戶認(rèn)可，而且北斗的民用前途非常廣泛，特別是未來結(jié)合通訊、互聯(lián)網(wǎng)等產(chǎn)業(yè)，會(huì)出現(xiàn)“1+1>2”的應(yīng)用前景。

南京是國內(nèi)北斗產(chǎn)業(yè)起步較早的地區(qū)，全市涉足北斗產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的企業(yè)有上百家，其中，同方北斗、6902、指南針三家公司被中國衛(wèi)星導(dǎo)航定位應(yīng)用管理中心授予國家首批《北斗導(dǎo)航民用服務(wù)資質(zhì)證書》。南京大學(xué)、南京航天航空大學(xué)、南京信息工程大學(xué)、解放軍理工大學(xué)、中電科14所和55所、總參第60研究所等科研院所，在衛(wèi)星通信、系統(tǒng)開發(fā)等方面具有很強(qiáng)的研發(fā)實(shí)力。眾所周知，南京是我國氣象教學(xué)與科研實(shí)力最有代表性的城市。始建于1960年的南京氣象學(xué)院，被譽(yù)為“中國氣象人才搖籃”，國內(nèi)首屈一指，國際享有盛名。空軍氣象學(xué)院的空軍氣象，東南大學(xué)的交通氣象，河海大學(xué)的水文氣象，南京農(nóng)業(yè)大學(xué)的農(nóng)業(yè)氣象，皆處國內(nèi)一流。衛(wèi)星氣象應(yīng)用具有國防、經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略價(jià)值，成立于2000年6月的南京中網(wǎng)衛(wèi)星通信股份有限公司，十幾年前就看準(zhǔn)這一優(yōu)勢，公司建有“衛(wèi)星與氣象產(chǎn)學(xué)研基地”，十幾年來奇招迭出，碩果累累，成為我國衛(wèi)星氣象科學(xué)與產(chǎn)業(yè)的翹楚。

“日前，南京又以絕對優(yōu)勢成功取得2014年中國衛(wèi)星導(dǎo)航北斗年會(huì)承辦權(quán)。我們的北斗系統(tǒng)也將覆蓋亞太地區(qū)并向全球推廣。”南京浦口區(qū)委書記、南京高新區(qū)工委書記成玉祥表示，青奧會(huì)組委會(huì)已明確將北斗應(yīng)用列入“智慧青奧”信息化重大專項(xiàng)，南京高新區(qū)將借助青奧會(huì)向世界推廣“北斗”品牌，推動(dòng)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)更加快速發(fā)展。

全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)大PK

所謂“全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)”，簡單地說，就是數(shù)十顆衛(wèi)星組成一個(gè)網(wǎng)，并要保證在全球任何時(shí)刻、任一地點(diǎn)都能同時(shí)觀測到4顆衛(wèi)星，以確定這個(gè)地點(diǎn)的經(jīng)度、緯度和高度，達(dá)到準(zhǔn)確授時(shí)、定位和導(dǎo)航的目的。目前世界上共有4套這樣的系統(tǒng)——美國的GPS、俄羅斯的“格洛納斯”、中國“北斗”，以及歐洲的“伽利略”。

從技術(shù)體系上看，“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了兩大創(chuàng)新：其一是把導(dǎo)航與通信緊密地結(jié)合起來，這種融合可能成為未來新一代衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展方向；其二是混合星座的構(gòu)成，將全球服務(wù)和區(qū)域增強(qiáng)服務(wù)組合在一起。

GPS系統(tǒng)是世界上最早建立的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，無論在系統(tǒng)的成熟性、服務(wù)的精度，都處于最領(lǐng)先的水平。俄羅斯正在加緊恢復(fù)建設(shè)“格洛納斯”系統(tǒng)，已經(jīng)基本建成，即將提供相應(yīng)的服務(wù)。“伽利略”系統(tǒng)正在建設(shè)，目前還沒有提供正式的服務(wù)。

“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)和其他三大衛(wèi)星系統(tǒng)的建設(shè)是不完全一樣的。作為后來者，“北斗”博采眾長，吸收了美國GPS和俄羅斯“格洛納斯”的優(yōu)點(diǎn)。據(jù)南京北斗研究院院長陳伏州介紹，我國的北斗系統(tǒng)比之GPS具有更多更好的功能。與GPS相比，“北斗”的首次定位速度和授時(shí)精度都表現(xiàn)出更好的優(yōu)越性。“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)組網(wǎng)完成后，系統(tǒng)用戶定位，電文通信和位置報(bào)告只需要幾秒鐘，而GPS首次定位卻需要1～3分鐘。由于“北斗”導(dǎo)航衛(wèi)星星座將由分布在3個(gè)軌道的35顆衛(wèi)星組成，所以它與由31顆衛(wèi)星組成星座的GPS、24顆衛(wèi)星組成星座的“格洛納斯”相比，規(guī)模更龐大。GPS有遙感、遙測、定位、導(dǎo)航功能，但不能實(shí)現(xiàn)對設(shè)備狀態(tài)的控制。北斗除了具備GPS的功能，還給對象設(shè)備增加了一個(gè)短報(bào)文裝置，從而對設(shè)備實(shí)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測和控制。短信服務(wù)是北斗衛(wèi)星導(dǎo)航試驗(yàn)系統(tǒng)的特色，也是優(yōu)勢。一般來講，其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)只是告訴你什么時(shí)間、在什么地方，而北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)除了讓你自己知道在什么時(shí)間、什么地方之外，還可以將你的位置信息發(fā)送出去，使你想告知的其他人獲知你的情況。它解決了何人、何事、何地的問題，這也是北斗短信的特色服務(wù)，把短信和導(dǎo)航結(jié)合，是中國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的獨(dú)特發(fā)明。

在工程技術(shù)上，“北斗”也大有作為。大到為遙感衛(wèi)星提供精密軌道位置，小到可監(jiān)測橋梁、大壩工程的變形、出租車智能呼叫、城市動(dòng)態(tài)智能交通導(dǎo)航、心臟病人健康預(yù)警……隨著我國自主研制的全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)——“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)于今年覆蓋亞太地區(qū)，這一系列關(guān)系到百姓生活的衛(wèi)星民生應(yīng)用即將面世。所以，靠“北斗”一個(gè)終端就可以走遍天下。