全球衛星導航，誰家更出彩

1997年，海灣戰爭爆發，美軍投入GPS應用，大大降低了武器彈藥的消耗量，并且提高武器彈藥的精準度，縮短了戰爭時間。由此，衛星導航系統引起世人關注，紛紛被世界各國列入重要戰略資源。本文在此向大家介紹全球各大衛星導航系統，看誰家更出彩。

只受人類想象力限制的應用

衛星導航系統是解決時間和位置的問題，即在哪里、什么時候。衛星導航是目前人類導航發展史上，實現空間和時間信息有機統一的最佳、最有效、最廉價的手段。衛星導航系統不僅是國家重大空間基礎設施，還是國家安全的重要支撐，尤其是國家網絡信息安全的重要支撐，是軍隊一體化聯合作戰的關鍵保障，更是戰爭中武器效能的倍增器，是國家戰略威懾的重要組成部分。

隨著衛星導航系統民用開發和推廣，幾乎所有的行業都會用到衛星導航，因此越來越成為經濟社會發展的重要支撐。對于衛星導航的應用，業內是這么說的：衛星導航應用只受人類想象力的限制。

如今，衛星導航已成為繼互聯網和移動通信之后第三大經濟增長點，據相關權威單位預測，其應用生產的增長率大概超過25%，預計到2020年，全球的產值要超過4千億美元。

國際戰略博弈的重點

鑒于衛星導航的重要性，它現已成為國際戰略博弈的重點。世界主要國家相繼斥巨資建設和發展衛星導航系統，同時出臺相應的戰略和政策，爭奪核心利益，主要包括資源、市場、人才、資金等。

衛星導航系統簡稱為GNSS系統，目前全球衛星導航系統主要包括：美國GPS、俄羅斯GLONASS、中國北斗、歐盟Galileo。衛星導航系統作為一種天基無線電系統，頻率資源是系統建設和運行的必備基礎。由于頻率資源的稀缺性，在GNSS俱樂部中，各大國均將其視為戰略性資源予以激烈爭奪。為此，國際上明確規定，所有頻率資源都要向國際電聯提出申請，由國際電聯根據無線電規則進行劃分并組織各國協調。由于美國GPS和俄羅斯GLONASS兩系統建設在先，全球最佳、以及大部分的頻率資源均已被美國和俄羅斯搶先占據，留給中國北斗和歐盟Galileo兩系統可用的頻率資源屈指可數，因此，中國北斗系統建設面臨更大的挑戰。

世界上第一個全球衛星導航系統是美國的GPS，于1973年起步，1993年底建成，在軌工作衛星31顆，系統定位精度：民用10米，軍用3米。早在1991年，美國GPS開放民用，定位精度是100米，但事實上那時候已經可以達到20至50米，但當時美國并不希望全世界其他國家使用其高精度衛星導航服務，所以人為地加了干擾碼。后來，美國為了盡早搶占市場，于克林頓任總統期內取消干擾碼，這在當時一度引起轟動。目前美國GPS全球市場占有率在90%以上。

俄羅斯GLONASS，是世界上第二個全球衛星導航系統。起步很早，但是由于技術以及當時前蘇聯解體帶來的經濟上的困難，再加上其組織管理理念還受計劃經濟時期的影響，民用方面并未充分開發。普京擔任總統以后，恢復重建GLONASS，并將此作為一個重大戰略舉措，但是目前這個系統的定位精度，從測試的應用角度來看，不如中國北斗系統。

歐盟Galileo，由歐盟15個成員國共同構建。當時歐盟打著“為歐洲市場和民用市場提供自己的衛星導航系統”的旗號，實質上是為了更好的服務于歐盟國家的國防和戰略安全需要，因此剛開始歐盟提出來時，美國極力反對，并且通過各種途徑做歐盟的工作，阻止歐盟建設自己的衛星導航系統。后來在Galileo啟動建設之初，中歐雙方曾開展過中歐Galileo合作，隨著中國自主建設的北斗系統發展，歐洲對中國經濟的依賴變弱；尤其是北斗系統自身建設的能力提升給Galileo帶來壓力，中歐Galileo合作日漸萎縮。根據Galileo建設計劃，2016至2017年，歐盟預計發射18顆衛星，具備初始運行能力，這對于計劃2020年具備全球服務能力的北斗系統形成了一定壓力。

日本QZSS主要是區域系統，于2000年啟動建設，2010年發射首顆衛星，計劃2020年建成由7顆衛星組成的區域衛星導航系統，目前在軌工作衛星1顆，覆蓋亞洲和大洋洲地區，可提供5米左右的定位精度，由于日美戰略同盟，因此日本QZSS，同時也是美國GPS系統的區域增強與補充。

北斗導航的優越性

前段時間，網上流傳一則非常火爆的信息：“80后中科院美女學霸冷漠回應：‘想破解中國北斗導航，建議更簡單些的方式：那就是造時空穿越機穿越到北斗軍碼設計時在旁邊偷聽好了。”霸氣回復，無疑讓人加大對北斗導航技術的探窺之意。

這則新聞的背后是之前網傳清華女生破解北斗的新聞，這位美女科學家解釋說，事實上2012年，我國已經公布了北斗的ICD文件，告訴了大家北斗的民碼格式。實際上清華女生只是破譯了北斗的民碼信號的偽碼序列。北斗建設過程當中，民碼的設計和GPS、伽利略都一樣，并沒有特殊設計。因此，她想破解這個沒有經過加密的民碼信號，是沒有技術難度的，從科學研究的角度來講就是一個信號檢測與估計的問題。北斗除民碼之外，還有軍碼，這是經過了加密等特殊設計，非常穩定可靠。

日前，中國衛星導航系統管理辦公室主任冉承其在北京出席一會議時介紹，目前衛星導航系統有兩種體制，一種是無源體制，即“收音機模式”，收到信號就可以定位；一種是有源體制，類似“手機模式”，需要和衛星之間進行溝通。北斗既有有源體制，也有無源體制，即可以實現位置報告，同時可以進行短信通信，這也是北斗系統的最大特點，屬于中國獨創技術。

在此舉例假設下，如果魯賓遜現在帶著衛星導航設備漂流到某孤島，他若用GPS，只能知道自己在什么位置，卻無法通知別人前來救援，但若用北斗導航，既可以知道自己在哪，還可以把位置發送到方圓幾十公里、幾百公里甚至千里之外尋求救援。

至于北斗導航好不好用，若問中國出海漁民，肯定贊譽不斷。以往，他們遠航一走幾個月，音訊全無，令家人擔心不已。如今，帶上北斗導航，可以一邊打魚，一邊與家人聊天，隨時保持聯絡。在使用中，北斗系統不僅提供了位置、導航和授時等功能，而且還提供通信功能，以至于有時候漁民們聊開心了，一不小心在公海遭他國海警或軍艦攔截，對方上來第一時間就是找北斗導航，以免他們的行為隨時可能被傳到中國大后方而成為一種不利于他們的證據。北斗導航已成為漁民出海的保護神器，不僅導航、通訊，還提供了有力的安全保障和維權的必要證據，因此，有漁民甚至把北斗跟媽祖一樣捧上神壇供著。

現在，北斗系統作為《國家中長期科學和科技發展規劃綱要（2006至2020）》確定重大專項之一，正在按計劃穩步推進。已先期于2012年年底面向亞太地區正式提供區域服務，計劃2018年進一步擴展向“一帶一路”沿線國家提供服務，2020年建成由30余顆衛星構成全球衛星導航系統，面向全球提供服務。

（本文根據中國衛星導航系統管理辦公室主任冉承其的講話整理）