導讀:今年抗戰紀念活動成功舉辦的背后,離不開各種科學技術的支持,北斗系統也是功臣之一。在閱兵場面讓人震撼之時也心存疑問:1.2萬人的閱兵規模、數百臺裝備究竟是采取何種方式,才達到整齊劃一?除了大家所知的北斗導航用于閱兵訓練外,在閱兵中發揮重要作用卻還未被我們發現的北斗應用有哪些?老編帶大家一探究竟……
中國北斗衛星導航系統是中國自行研制的全球衛星導航系統,是繼美國全球定位系統(GPS)、俄羅斯格洛納斯衛星導航系統(GLONASS)之后第三個成熟的衛星導航系統。北斗衛星導航系統(BDS)和美國GPS、俄羅斯GLONASS、歐盟GALILEO,是聯合國衛星導航委員會已認定的供應商。
北斗衛星導航系統由空間段、地面段和用戶段三部分組成,可在全球范圍內全天候、全天時為各類用戶提供高精度、高可靠定位、導航、授時服務,并具短報文通信能力,已經初步具備區域導航、定位和授時能力,定位精度10米,測速精度0.2米/秒,授時精度10納秒。
閱兵儀式上,600多輛軍車組成一個個方隊,整齊劃一地駛過天安門廣場:各方隊的等速時間誤差在0.3秒以內,相隔距離誤差在10厘米以內。首次使用的基于北斗高精度導航定位的閱兵車輛訓練考核系統在這里發揮了重要作用。
這一系統的主要設備供應商和項目具體實施方正是上海司南衛星導航技術股份有限公司。今年年初,司南接到了閱兵指揮部的任務,雖然在原理上和駕考系統一樣,但閱兵車輛訓練考核系統的應用場景要復雜得多。除了系統處理的數據量大幅增加,還要解決車輛數據傳輸時的通訊干擾問題。
過去的閱兵車輛訓練,教練員往往通過目測和視頻回放發現問題,精確性和效率都不高。而這次,北斗系統能在車隊訓練過程中,實時顯示每輛車的精確位置和速度,提供的坐標數據誤差小于2厘米,速度數據誤差小于0.03米/秒,方向數據誤差小于0.1度,橫滾數據誤差小于0.2度。
教練員可以查看各項數據,準確地發現各方隊和車輛存在的問題,并能在車輛行駛中實時指導駕駛員修正方向和速度。在北斗的幫助下,閱兵車輛方隊考核從訓練初期的70分左右,普遍提高到了90分以上。

北斗高精度定位測量技術助力閱兵

威武雄壯的三軍儀仗隊

8架教練機拉出8道彩煙

20架直升機飛成“70”字樣
使用北斗定位的人需要通過衛星向地面服務系統發出定位請求,地面服務系統利用雙球定位原理解算出用戶的位置并發送用戶,這樣一來地面站可以獲知用戶的位置。而使用GPS的用戶只能知道自己在哪里,并不能讓別人知道自己的位置,這樣的好處是保密。
第二代北斗導航系統在具備了類似GPS的功能同時,依然保留了位置報告功能,用戶可以選擇是否公布自己的位置。正是這一功能為閱兵指揮提供了便利。
這次閱兵正式受閱1.2萬人,共編50個方(梯)隊。每個方隊的受閱人員都帶著北斗導航儀,如徒步方隊的一些人員配備的是一些定位手表,類似于小的北斗導航儀。所有方隊的位置都投影到顯示屏上,方隊與方隊之間,人與人之間的幾何關系就能非常明確、直觀地體現,這樣指揮官在屏幕前就可把每個方隊及個人的位置看得很清楚,真正做到運籌帷幄之中,決勝千里之外。
北斗具備的精確空間授時功能還能解決受閱官兵的時間一致性問題。如果兩架飛機要在天空中交叉飛行,靠的是飛行員的高超技巧,同時也需要在時間上控制精準,北斗確保了時間基準的統一。
在閱兵之前,國家主席習近平和夫人彭麗媛在端門外廣場迎接出席大會的各國領導人等,出席紀念活動的嘉賓乘坐車輛準時、依次抵達,分秒不差。殊不知這背后其實是“警衛車輛指揮調度系統”的功勞。
2013年,南京聯創科技集團股份有限公司與解放軍北斗導航的相關應用科研單位簽訂戰略合作協議,自主研發了基于北斗的警衛車輛指揮調度系統,2014年被中國人民武裝警察部隊警衛局選定為全國禮賓車隊系統。
大會安保指揮部通過該系統,可以實時了解中外領導人的出發時間及行進位置。指揮部只需在調度中心的大屏上打開電子地圖,鼠標點擊某一地點,就能向車隊和路面交警的移動終端發出指示,標出下一個目標方向。通過該系統可以隨時通知車隊調整車速,確保車隊車輛準時到達會場。如果車隊行進快了,必要時可以多繞幾條街。如果行進慢了,也可以臨時通知抄近道,并且安排別的車隊繞行回避。這樣,再多的國家貴賓同時參與活動,都可以按照流程分秒不差。

10個英模部隊方隊的前面,由官兵擎舉7面旗幟受閱

此次是新中國成立以來第15次閱兵,首次由將軍引領受閱部隊,56名將軍領隊
有新聞報道說,北斗可以讓解放軍作戰效能提高100倍~1000倍,有那么神奇嗎?這種說法源于現代軍事學說里的“兵力倍增器”概念,通過數學模型來計算某種支援系統對作戰能力的提升程度。例如,空中加油機可以大幅延長戰機的制空巡邏時間,原來需要8架戰斗機完成的巡邏任務,現在只需要4架戰斗機去完成,簡單地說,在這個典型事例里,空中加油機使原有兵力的效能提高了2倍。
衛星導航對軍隊準確調度、部署的作用非常巨大,以往的慣性導航、地圖判讀方式,在精度和便捷性上與衛星導航是無法比擬的。而且,現在很多武器彈藥都采用了衛星導航制導(GPS制導),例如只需1萬元左右的成本就可以將一顆最佳投擲精度只有30米~40米的航空炸彈改裝成精度達到5米左右的GPS制導炸彈。一顆GPS制導炸彈的作戰效能相當于40~50顆普通航空炸彈,再考慮對飛機出動架次的影響,可以說GPS制導炸彈讓空軍執行對地面點狀堅固目標打擊時的效能提高了不止1000倍。但這種簡單的計算不是在任何情況下都成立的,因為除了GPS制導炸彈,現在還有激光制導、電視制導炸彈等可供選擇。
所以,在總體軍力評估方面,100倍、1000倍這些準確的數字并無太大意義,數學模型始終無法模擬過于復雜的情況。但必須明確的是,北斗衛星導航系統對中國軍隊的意義非常重大,是戰略級的。GPS是美國的系統,中國軍隊不可能使用其軍碼。現在有了自己的北斗,解放軍終于可以在武器上推廣衛星導航制導,打擊效能將得到極大提升。

北斗手表