北斗系統是不是需要來個現代化？

+ 曹沖 （環球新時空信息技術研究院）

GPS和GLONASS在基本系統建設完成后，都安排了系統現代化的設計與實施。而歐洲伽利略導航衛星系統也在好幾年前就提出第二代伽利略系統的規劃。而我國的北斗衛星導航系統，從試驗系統、區域系統，至全球系統，一路走來，北斗一、二、三號的“三步走”軌跡明顯，而隨著全球系統的行將完成，下一步應該如何發展，應該提上議事日程了。在談及中國時空服務體系的概念時，我們一直堅持的觀點是打造北斗的升級跨越版，其涵義中的信息量可謂豐富。升級跨越可理解為兩個不同的階段，或者說是發展期，變成升級版和跨越版。在實現跨越版之前，北斗系統應該有個現代化進程，即升級版。

這個升級版有沒有必要？我們認為從目前情況來看非常有必要。為什么？因為北斗系統實際上是個分步設計、分階段實施、逐步構成的系統，而不是一個整體設計思想指導下的分步實施系統，其難免與生俱來地包含若干無奈與遺憾：缺乏居高臨下和高瞻遠矚的戰略性、前沿性研究和儲備，更多的是應接不暇的跟蹤研究和學中干、干中學的實踐，以及邊設計邊施工的場景。北斗系統的建設前前后后就是二十余年的時間，在這二十年間，許多系統技術有著長足進步，早已今非昔比。而在北斗系統建設過程中，我們又有了許多經驗教訓和感悟，需要進一步落實發揚。還有未來的技術發展趨勢的召喚，與使命夢想使然，以及提高跨越發展的鋪墊基礎，都需要有個北斗系統現代化的進程，才能完美地對接過去與未來。

美國GPS系統建設，從1978年發射第一顆GPS衛星，到1995年宣布投入完全服務，前后用時為18年。1996年美國就宣布推進GPS現代化，實際上是2000年5月1日取消可用性選擇（SA）政策舉措，才真正開始現代化行動，至今也有18年，那么何時才能完成GPS現代化進程？從GPS III的新一代22顆衛星（GPSIIIF）采購合同來說，其中第一顆衛星的發射在預計2026年?？梢?，GPS現代化進程可能至少會延續到2030年（實際上安排持續到2034年）。格洛納斯系統也在開展現代化，估計其現代化進程的完成時間，不會早于GPS。伽利略系統在策劃其第二代，也有不少新的考慮。

比較一下GPS現代化后的許多性能功能指標，會發現我們的北斗全球系統與之存在相當大的差距?？臻g段方面，這幾年來，GPS一直在以年度報告的方式，向外發布其標準定位服務的性能分析報告，其系統的穩定工作性能，是目前其他GNSS難以比擬的。一年365天，每天24小時連續工作，GPS系統鮮有突然出現信號中斷的情況，衛星如出現問題則會有先行聲明其在維修和飛行試驗。GPS在可靠性方面的表現，是北斗系統仍然需要努力追趕的。以壽命而言，GPS III衛星設計壽命達15年，而北斗三號衛星設計壽命為10－12年。GPS III系統布設完畢，其系統定位精度可優于1米，而我們是在特定的增強區域能夠達到1米，差距著實不小。顯然，如果進入實質性的關鍵細微環節的研究，我們會發現真正的差距，才能真正地做到知己知彼，嚴格地說起來，許多地方我們還沒有做到。

而系統的主要難點還不是在空間段，而是在運控段，這方面連美國的團隊也一直備受困擾，除資金外，技術上的實力保障更為復雜和艱難。而我們對于全球系統及其運控保障，以及北斗二號和三號的交接班問題，可能有許多狀況和難題還沒有真正得到暴露和認識清楚。

比較一下GPS現代化后的許多性能功能指標，會發現我們的北斗全球系統與之還有相當大的差距。這幾年來，GPS一直在以年度報告的方式，向外發布其標準定位服務的性能分析報告，其系統的穩定工作性能，是目前其他GNSS難以與其比擬的，而衛星的工作可靠性，一年365天，每周七天，每天24小時連續工作，鮮有突然出現信號中斷的事項，衛星如出現問題則會有先行聲明其在維修和飛行試驗，GPS在可靠性方面的表現，是北斗系統仍然需要努力追趕的。

用戶段，特別是軍用設備的許多特殊要求，和抗干擾與防欺騙等難題，我們的北斗系統只是一般性的采取措施，而沒有做深入細致的對抗性試驗，獲得實戰性的解決方案。GPS用戶段問題已經完成“到群眾中去，從群眾中來”的修煉過程。而環境段，是全球性的難題，美國人從2008年后就作為填補空白的專題進行了大量的研究，北斗科研人員應該在環境段上，在對抗異常日地物理環境擾動、嚴酷物理遮擋條件下傳播效應，以及惡劣電磁干擾造成的影響等方面，做些創新和開拓性的工作，為世界多作貢獻。

凡此種種，值得北斗系統反思，值得補課，值得花大力氣、大價錢去做個行之有效的北斗系統現代化工程，打造北斗系統升級版，實現“天上好用、地上用好”的偉大愿景，為中國北斗新時空服務體系建立形成，實現跨越發展奠基鋪路。