40年的求索｜北斗三号成功组网对我们意味着什么？

GPS、格洛纳斯、伽利略之争

谈起卫星导航，人们首先想到的应该是GPS，作为全球最早出现且最早投入运营的卫星导航系统，GPS在很长的一段时间里几乎垄断了全球卫星导航市场，成为了卫星导航的代名词。那么什么是卫星导航系统呢？

卫星导航系统顾名思义，就是基于卫星和地面观测站，为全球或某一地区提供高精度导航、定位以及授时的先进系统。GPS系统是全球最早诞生的卫星定位系统。GPS系统最早可以追溯到1958年美军设计的子午仪卫星定位系统。但由于此系统存在诸多局限性，使得美军迫切的需要一款全新的卫星定位系统来替代子午仪卫星定位系统，GPS的构想由此诞生，也就是说GPS自诞生之初就是为了服务于美国的各种军事行动。

作为全世界最早的卫星定位系统，自1969年首颗实验卫星发射以来，包括4颗备用星在内的28颗卫星已经全部发射升空，分布在6条交点互隔60度的轨道面上，距离地面约20000千米。已经实现单机导航精度约为10米，综合定位精度可达厘米级和毫米级。

但GPS走进人们的生活也就是这不到20年时间的事。GPS用于美军的导航服务，包括制导及水面及水下舰艇定位等，此外在著名的沙漠风暴行动中，美国国防部更是为地面部队配备了数千台民用版的手持GPS定位仪，为地面部队提**确的导航与定位服务。

除了军事用途，GPS在民用领域的前景也十分广泛，诸如汽车导航、建筑、铁路等等方面都有着广阔的应用空间，极富经济价值。当然这么一大块肥肉其他国家可不会坐视美国独吞。

前苏联的格洛纳斯卫星导航系统最早可以追溯到上世纪70年代初，出于军事需要（为弹道导弹提供导引）前苏联决定建立本国的卫星导航系统，其基本思路与美国的GPS基本一致，但由于其电子工业水平与美国存在较大差距，使得格洛纳斯系统在轨卫星平均寿命不足22个月，导致格洛纳斯基本处于一个瘸腿的发展状况，直到1995年俄罗斯投入30亿美元加速建成格洛纳斯全球导航网络，但由于卫星技术始终难以满足要求，所以在民用领域格洛纳斯的普及程度远远不如GPS。

除了上述两款系统外，欧洲也与2002年正式启动了名为“伽利略”的全球卫星导航项目，旨在摆脱美国GPS在卫星定位导航领域的垄断，同时伽利略系统也是全球第一款以民用为研发目标的全球卫星导航系统。可见卫星导航定位系统是支撑一个国家安全与发展的基石，极端技术受制于人，其后果可想而知，这就证明了我国必须研发属于我们自己的卫星定位导航系统，也就是后来的北斗卫星导航系统。

卫星导航是战略基石，我们绝不能受制于人

1999年在克什米尔卡吉尔地区，印巴两军爆发了一场较大规模的军事冲突，我们习惯上称为卡吉尔战争。虽然在战争最后印军凭借火炮和空中优势，夺回了被巴方占领的卡吉尔地区，但付出的代价是惨烈。而在整个冲突中有这样一个插曲，那就是美国政府对印度使用的GPS定位服务动了手脚，一定程度上使印军处于极其被动的状态，而民用版GPS虽然精度也不差，但很容易被敌方干扰，战争结束后印度人痛定思痛开始建立属于自己的卫星定位系统，2013年首颗IRNSS卫星发射成功，目前该系统仍在逐步完善。

上世纪末的多次战争给我们敲响了警钟，原来战争还能这样打。美国人凭借GPS精确定位引导地面部队进行军事行动，战斧导弹依靠卫星导航直捣敌军指挥部，而这一切的一切都在告诉我们，我们必须拥有属于中国人自己的卫星导航系统。

事实上我国的卫星导航起步并不晚。

对于技术的积累，最早可以追溯到上世纪60年代末的“灯塔计划”。而真正提出卫星定位这一构想的还要从1983年说起。1983年国内有专家学者提出了双星定位系统的概念，经过不断讨论与技术验证，1993年“先区域，后全球”的北斗研发之路正式开启。但从零研发顶尖的卫星导航技术谈何容易？从基础的太阳帆板，再到各种技术攻关，北斗一号系统于2003年正式建成，标志着中国成为继美俄之后第三个拥有自主卫星导航系统的国家。

但北斗一号系统是不完善的。

技术上的不足，使得北斗一号很难真正在实践中发挥成效，而且覆盖面积较小。2004年欧洲人向我们抛来了橄榄枝，提议中方和欧洲展开深度合作，共同研发欧洲民用卫星导航系统“伽利略”。为此中方在该项目上投入了巨额资金，但历史的教训告诉我们，西方人是不可靠的。2005年欧洲政治格局发生巨变，之前中国的大量投资实质上打了水漂，整个系统的研发和决策，中国人被排除在外。

我们只能寄希望于北斗二号系统。

北斗二号卫星导航系统于1999年开始初步技术攻关，于2004年正式立项。参与北斗二号的科研工作者，克服一个又一个困难，先后攻克卫星导航总体技术、高精度星载原子钟技术，设计了全球首个以地球同步轨道卫星、倾斜轨道卫星为主的混合星座区域卫星导航系统。

但困难远远没有结束。

我国于2000年向国际电联申请了卫星的频率和轨道位置，而在获得审批后的7年内必须将卫星发射到位，否则申请将会作废。而从正式立项到发射实际上留给我们的时间只有短短的不到三年的时间。在2007年卫星即将发射前夕，所有北斗人都在与时间赛跑，由于过度劳累，总设计师谢军更是三次晕倒在一线...

功夫不负有心人，2007年4月16日，，首颗北斗二号卫星在发射两天后传回了清晰的信号，使我国真正获得了空间频率资源的使用资格，而此时距离这一资格过期仅有4小时。2012年北斗二号系统正式建成，开始为亚太地区提**确的卫星导航定位服务。

相比于北斗二号系统，北斗三号将把区域性服务升级为全球。

2020年6月23日，也就是昨天，第55颗北斗导航卫星成功发射，标志着北斗三号全球卫星导航系统星座部署全面完成。这不仅意味着北斗三号拥有了为全球提**确导航定位服务的能力，同时北斗三号的所有关键零部件实现了百分百国产化，彻底打破了核心零部件长期依赖进口，随时可能被“断供”的局面。

随着北斗系统的不断完善，定位导航精度的不断提升，就连美军也将北斗系统作为备用系统，在GPS受到干扰或故障时使用。

北斗系统对我们意味着什么？

首先是军事上，现代信息化战争，脱离了精确的卫星导航定位，一切都是空谈。如果我军使用GPS系统进行指挥调度、导弹制导、舰艇导航，那么一旦战争爆发，后果可想而知。降低导航定位精度都是小事，可怕的是你的一举一动尽在他人掌握之中，甚至人为的对信号进行修改，后果不堪设想。而使用我们自己的北斗系统，不仅确保了定位精度，同时也解决了一系列安全问题。

民用方面，北斗系统早已融入了我们的生活。

2008年汶川地震，北斗系统就起到了关键性的作用。北斗分队通过手持北斗终端将灾区信息及时上传。目前每天有约2万架无人机通过北斗高端定位系统执行农药喷洒任务以及电网巡查工作。城市管理者可以通过北斗系统对车辆进行监管，确保了城市交通安全有序的开展。2019年台风“利马”来袭，通过北斗系统实现了对危旧房屋毫米级移动变化的检测。此外北斗个人导航定位服务也在不断走进人们的生活，未来汽车导航、手机导航都将升级为定位精度更高的北斗导航服务。

以北斗系统为基础的变化，每天都在上演...

目前北斗三号卫星的设计寿命已经达到了12年，还是那句话，北斗系统是我国开展一系列军事和民用活动的基石，我们真的离不开北斗。