江曉原++黃慶橋++李月白

在當(dāng)今中國，大概多數(shù)人都知道GPS，因?yàn)樗裢◤V大、應(yīng)用廣泛，中國的車主都很喜歡它。但如果你提起“北斗”（BDS），知曉的人要少得多。其實(shí)，GPS也好，“北斗”也好，都是利用人造衛(wèi)星來實(shí)現(xiàn)對地球表面物體的精確定位，簡稱衛(wèi)星定位導(dǎo)航系統(tǒng)。只是GPS由美國主導(dǎo)，并在全世界使用了二十多年，而“北斗”系統(tǒng)則由中國主導(dǎo)，還在建設(shè)完善之中。

那么，定位導(dǎo)航系統(tǒng)除了能在開車時(shí)給我們導(dǎo)航，它還有哪些鮮為人知的功能呢？在人們已經(jīng)習(xí)慣使用GPS的時(shí)候，為什么中國要下大本錢去搞“北斗”呢？只有了解這些問題的答案，才能對我們深入理解國家安全大有助益。

GPS與海灣戰(zhàn)爭

對于全世界而言，1991年的新年注定沒有歡樂，是因?yàn)楹硲?zhàn)爭的發(fā)生。1月17日，在聯(lián)合國安理會(huì)的授權(quán)下，以美國為首的多國部隊(duì)對伊拉克發(fā)起進(jìn)攻，目的在于恢復(fù)科威特的國家主權(quán)。這場戰(zhàn)爭歷時(shí)42天，以伊拉克最終接受聯(lián)合國660號(hào)決議并從科威特撤軍而結(jié)束。

海灣戰(zhàn)爭爆發(fā)時(shí)，美國GPS 系統(tǒng)尚在加緊建設(shè)中，還未完全建成，但美國軍方果斷地提前將其投入使用。當(dāng)時(shí)美軍的導(dǎo)航衛(wèi)星只有15 顆，每天提供15小時(shí)的服務(wù)。令人驚訝的是，即便是只有15顆衛(wèi)星、還不成熟的GPS 系統(tǒng)，也顯示出強(qiáng)大的威力。在中東的茫茫沙漠中，GPS為美軍提供了精確定位服務(wù)，以致美國國防部長理查德·切尼說：“GPS對戰(zhàn)爭的勝利起到重要作用，伊拉克絕對不會(huì)想到，在沒有任何地形特征的情況下，我軍能夠勝利地橫穿西部沙漠。”GPS還為美軍強(qiáng)大的空中力量提供精確制導(dǎo)服務(wù)，在美軍的高密度空襲中，GPS為數(shù)百架戰(zhàn)機(jī)提供精確導(dǎo)航，特別是提高了美軍F-16和B-52戰(zhàn)機(jī)的攻擊精度，隱身戰(zhàn)機(jī)和巡航導(dǎo)彈幾乎也全部依靠GPS來選擇隱蔽的進(jìn)攻路線。也就是說，GPS已經(jīng)成為美軍現(xiàn)代武器系統(tǒng)的重要組成部分。因此，在海灣戰(zhàn)爭之后，美國果斷地（當(dāng)然也是世界上第一個(gè)）用衛(wèi)星定位導(dǎo)航系統(tǒng)取代陸基無線電系統(tǒng)，作為海、陸、空軍事力量的主要導(dǎo)航手段。

以GPS為代表的高技術(shù)在戰(zhàn)爭中的巨大威力，給全世界以巨大的震撼。

“北斗”的前世與今生

或許有人要問，人家美國的GPS不僅對全世界是開放的，而且還是免費(fèi)使用的，中國還有必要燒錢去做這樣一個(gè)系統(tǒng)嗎？況且我們做的可能還不如美國GPS好，這不是費(fèi)力不討好嗎？

其實(shí)，美國GPS免費(fèi)使用完全是其技術(shù)特點(diǎn)決定的。GPS是單向通信體制，與廣播電視塔類似。比如，廣播電視塔只管發(fā)射信號(hào)，到底是有1臺(tái)收音機(jī)接聽還是有1萬臺(tái)收音機(jī)接聽，廣播電視塔是不知道的。GPS系統(tǒng)亦是如此，24顆工作衛(wèi)星只管不停地向地面發(fā)射信號(hào)，具體是誰在接收并使用這些信號(hào)，它是根本不知情的，既然不知情，那又如何收費(fèi)呢？而GPS免費(fèi)的結(jié)果則是在全球形成巨大的市場，依托這套系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生新的國際性產(chǎn)業(yè)，美國本來就是超級(jí)大國，GPS免費(fèi)帶來的產(chǎn)業(yè)化和商業(yè)化顯然有利于美國。另外，GPS免費(fèi)會(huì)形成一股強(qiáng)大的國家軟實(shí)力，這顯然也是符合美國國家利益的。

如果我們貪圖省事和便宜，在中國的軍事系統(tǒng)上安裝美國的GPS，后果則是災(zāi)難性的。這是因?yàn)槊绹鳪PS開放的只是民碼，定位精度本來就比美國軍方使用的軍碼差了10倍。更重要的是，萬一跟美國人打起了仗，人家順手就把GPS民碼停掉，可是你已經(jīng)很依賴 GPS，甚至連指南針都丟了，那時(shí)可就真的抓瞎了。即便美國不停GPS，但給你發(fā)個(gè)欺騙碼，那么瞄準(zhǔn)美國的導(dǎo)彈就可能飛到自家陣地上，這就更可怕了！即便是民碼，咱們也不能只依賴美國的GPS，誰能保證美國未來不在GPS的使用上設(shè)置障礙？一旦與美國關(guān)系緊張，誰能保證美國不在GPS的利用上刁難咱們？誰能保證美國不會(huì)利用GPS搜集情報(bào)、竊取商業(yè)機(jī)密？所以說，不管是中國的軍事系統(tǒng)，還是在社會(huì)生活各個(gè)領(lǐng)域，絕不能完全依賴美國的GPS，一旦形成依賴，就會(huì)像吸毒者一樣無法自拔！后果自然也是災(zāi)難性的。因此，中國除了發(fā)展本國的衛(wèi)星定位導(dǎo)航系統(tǒng)，別無選擇。

中國人所熟知的“兩彈一星”工程中的“一星”，就是指人造衛(wèi)星。新中國人造衛(wèi)星的研制歷史可以追溯到1958年。1970年4月12日成功發(fā)射第一顆人造衛(wèi)星，“東方紅”樂曲響徹太空，傳遍世界。

第一顆人造衛(wèi)星發(fā)射成功以后，通信衛(wèi)星、氣象衛(wèi)星、定位導(dǎo)航衛(wèi)星等就都進(jìn)入決策層視野?！捌呶濉币?guī)劃中明確提出了“新四星”計(jì)劃，隨后提出過單星、雙星、三星、三到五顆星的區(qū)域性系統(tǒng)方案，以及多星的全球系統(tǒng)設(shè)想。總之，出于國防安全的需要，中國的定位導(dǎo)航衛(wèi)星經(jīng)歷了研究、論證、再研究、再論證的過程，中國科學(xué)家對于它的研究從來就沒有停止過。

20世紀(jì)80年代初期，陳芳允（中國衛(wèi)星測量、控制技術(shù)的奠基人之一，中國科學(xué)院院士）提出了雙星定位方案，但因經(jīng)濟(jì)條件等種種原因被擱置下來。1991年海灣戰(zhàn)爭是個(gè)重大轉(zhuǎn)折點(diǎn)，在美國GPS的激勵(lì)下，擱置十年的雙星定位方案得以啟動(dòng)，被稱為“北斗”導(dǎo)航試驗(yàn)系統(tǒng)（也叫“北斗一代”）。之所以選擇這樣一個(gè)雙星定位方案，而不是像美國GPS那樣搞30顆衛(wèi)星的大工程，主要是考慮到當(dāng)時(shí)的國情。當(dāng)時(shí)的中國既沒經(jīng)驗(yàn)又沒有錢，剛起步時(shí)不宜冒進(jìn)，必須逐步積累以取得研制經(jīng)驗(yàn)。如果一上來就玩大的，搞不好要出問題。然而發(fā)射兩顆星的局限性很快就顯現(xiàn)出來。因?yàn)橹挥袃深w星，所以必須搞高軌道，因?yàn)檐壍赖透采w面就小。不僅只有搞高軌道，而且還得是靜止的，這樣才能使兩顆星安穩(wěn)地停留在中國的上空為中國服務(wù)。高軌道衛(wèi)星有一個(gè)很大的問題，就是定位精度不高，加之只有兩顆衛(wèi)星，所以其定位精度自然遠(yuǎn)遠(yuǎn)比不過GPS。1990年以來，在GPS的反襯下，中國“北斗一代”因性能不強(qiáng)而飽受詬病。在已有經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上適時(shí)啟動(dòng)“北斗二代”系統(tǒng)，于是勢在必行。中國在21世紀(jì)之初建成“北斗”導(dǎo)航試驗(yàn)系統(tǒng)，盡管它的性能并不強(qiáng)大，但對于中國來說，卻有著特殊的意義，因?yàn)樗刮覈蔀槔^美、俄之后世界上第三個(gè)擁有自主衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的國家。

根據(jù)《中國“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)》白皮書，中國“北斗”的建設(shè)實(shí)施“三步走”發(fā)展戰(zhàn)略：

第一步，建設(shè)“北斗一號(hào)”系統(tǒng)（也稱“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航試驗(yàn)系統(tǒng)）。1994年，啟動(dòng)“北斗一號(hào)”系統(tǒng)工程建設(shè)；2000年，發(fā)射兩顆地球靜止軌道衛(wèi)星，建成系統(tǒng)并投入使用，采用有源定位體制，為中國用戶提供定位、授時(shí)、廣域差分和短報(bào)文通信服務(wù)；2003年，發(fā)射第三顆地球靜止軌道衛(wèi)星，進(jìn)一步增強(qiáng)系統(tǒng)性能。

第二步，建設(shè)“北斗二號(hào)”系統(tǒng)。2004年，啟動(dòng)“北斗二號(hào)”系統(tǒng)工程建設(shè)；2012年年底，完成14顆衛(wèi)星（5顆地球靜止軌道衛(wèi)星、5顆傾斜地球同步軌道衛(wèi)星和4顆中圓軌道衛(wèi)星）發(fā)射組網(wǎng)?！氨倍范?hào)”系統(tǒng)在兼容“北斗一號(hào)”技術(shù)體制基礎(chǔ)上，增加無源定位體制，為亞太地區(qū)用戶提供定位、測速、授時(shí)、廣域差分和短報(bào)文通信服務(wù)。

第三步，建設(shè)“北斗”全球系統(tǒng)。2009年，啟動(dòng)“北斗”全球系統(tǒng)建設(shè)，繼承“北斗”有源服務(wù)和無源服務(wù)兩種技術(shù)體制；計(jì)劃2018年，面向“一帶一路”沿線及周邊國家提供基本服務(wù)；2020年前后，完成35顆衛(wèi)星發(fā)射組網(wǎng)，為全球用戶提供服務(wù)。

經(jīng)過多年艱苦努力和持續(xù)探索，中國“北斗”系統(tǒng)的發(fā)展建設(shè)也形成自身的特色優(yōu)勢：一是“北斗”系統(tǒng)空間段采用三種軌道衛(wèi)星組成的混合星座，與其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)相比，高軌衛(wèi)星更多，抗遮擋能力強(qiáng)，尤其是在低緯度地區(qū)性能特點(diǎn)更為明顯。二是“北斗”系統(tǒng)提供多個(gè)頻點(diǎn)的導(dǎo)航信號(hào)，能夠通過多頻信號(hào)組合使用等方式提高服務(wù)精度。三是“北斗”系統(tǒng)創(chuàng)新融合了導(dǎo)航與通信能力，具有實(shí)時(shí)導(dǎo)航、快速定位、精確授時(shí)、位置報(bào)告和短報(bào)文通信服務(wù)五大功能。

中國的“北斗”經(jīng)略

與美國GPS首先用于軍事系統(tǒng)相同，中國“北斗”自然也首先用于中國的國防系統(tǒng)。畢竟，保家衛(wèi)國是“北斗”的第一要?jiǎng)?wù)，這一點(diǎn)無須諱言。換句話說，“北斗”系統(tǒng)也有軍用與民用之分。軍用，當(dāng)然是指中國人民解放軍專用，筆者在此略而不論。至于民用，則是面向國際和國內(nèi)兩個(gè)市場?，F(xiàn)實(shí)的問題是人們已經(jīng)習(xí)慣使用GPS導(dǎo)航，甚至在一定程度上形成依賴，人們?yōu)槭裁匆淖兞?xí)慣轉(zhuǎn)而使用“北斗”呢？針對國內(nèi)和國際兩個(gè)不同的市場，中國采取了不同的策略。

先看如何拓展國內(nèi)市場?！氨倍贰痹趪鴥?nèi)市場的開拓，其實(shí)就是四個(gè)字：一是“強(qiáng)制”，二是“補(bǔ)貼”。

所謂強(qiáng)制，就是政府鼎力支持“北斗”，在某些行業(yè)和領(lǐng)域強(qiáng)制安裝“北斗”系統(tǒng)的終端產(chǎn)品。中國已規(guī)定政府機(jī)構(gòu)必須使用“北斗”，包括公安、救災(zāi)、旅游等部門。最有代表性的就是在“兩客一?！鄙习惭b“北斗”產(chǎn)品終端。所謂的“兩客一?！保侵笍氖碌缆钒嗑€客運(yùn)、旅行包車、危險(xiǎn)貨物運(yùn)輸車輛。交通部規(guī)定，“兩客一危”必須安裝電子定位裝置，并將運(yùn)行信息接入全國聯(lián)網(wǎng)聯(lián)控系統(tǒng)。在交通管理部門的監(jiān)控大屏幕上，車輛的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)一目了然，這對改善中國交通狀況的意義是不言而喻的?！皟煽鸵晃！钡姆秶€在不斷擴(kuò)展，警車、公務(wù)車、校車也將逐漸被納入“北斗”定位系統(tǒng)之中，這對于保障行車安全、監(jiān)控公車私用等，都具有重要意義。

然而，強(qiáng)制的范圍畢竟有限，僅限于政府和涉及公共安全的特殊部門。人們習(xí)慣了GPS，轉(zhuǎn)用“北斗”是既勞神又傷財(cái)?shù)囊患虑?。因此，要想讓老百姓接受“北斗”，就必須采取新的辦法，政府補(bǔ)貼就走向了前臺(tái)。

對安裝、使用“北斗”的用戶給予免費(fèi)或補(bǔ)助。此外，政府還鼓勵(lì)科研院所與企業(yè)聯(lián)合，從事與“北斗”相關(guān)的終端產(chǎn)品開發(fā)，并給予資金支持或減免稅收?！氨倍范钡募夹g(shù)體制與GPS差不多，由GPS轉(zhuǎn)向“北斗”并不難，在政府激勵(lì)政策的刺激下，在中國很多地方，已經(jīng)形成了圍繞“北斗”系統(tǒng)的高科技產(chǎn)業(yè)園區(qū)，這種戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，為解決中國“北斗”衛(wèi)星定位導(dǎo)航系統(tǒng)“最后一公里”的應(yīng)用問題注入活力。

“北斗”系統(tǒng)在國際市場上的推廣，也有兩個(gè)重點(diǎn)：一是兼容，二是從亞太地區(qū)突破。

所謂兼容，即中國“北斗”系統(tǒng)是與世界其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)兼容共用的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。中國在國際國內(nèi)市場上推廣的“北斗”終端產(chǎn)品，至少兼容互操作GPS和“北斗”兩套系統(tǒng)，并深入推進(jìn)與俄羅斯“格洛納斯”、歐洲“伽利略”以及印度等國的系統(tǒng)開展兼容與互操作協(xié)調(diào)，大力推廣多系統(tǒng)兼容應(yīng)用。

兼容的本質(zhì)就是合作，中國為什么要選擇合作兼容的道路呢？原因在于，中國的“北斗”系統(tǒng)說起來也只是受到國際認(rèn)可的第四個(gè)衛(wèi)星定位導(dǎo)航系統(tǒng)，是后來者，不僅其國際影響力與老牌、成熟的美國GPS沒法相比，而且歐洲的“伽利略”、俄羅斯的“格洛納斯”也雄心勃勃。如果我們不走合作之路，很難在國際上打開市場。并且，中國“北斗”的國際合作推廣之路也有其獨(dú)特之處：不是與其他三大系統(tǒng)開展一般意義上的技術(shù)合作，而是在用戶終端主動(dòng)設(shè)計(jì)兼容其他系統(tǒng)的產(chǎn)品，打消用戶依賴單一系統(tǒng)的后顧之憂。中國的這一做法，貌似主動(dòng)示弱、委曲求全，實(shí)則非常高明。這種兼容戰(zhàn)略，對于屬于后起之秀的中國“北斗”開拓國際市場，具有十分重要的意義。

亞太突破戰(zhàn)略、服務(wù)“一帶一路”是中國“北斗”走出去的又一亮點(diǎn)。正如《中國“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)》白皮書所言，中國始終秉持和踐行“中國的北斗，世界的北斗”的發(fā)展理念，服務(wù)“一帶一路”建設(shè)發(fā)展，積極推進(jìn)“北斗”系統(tǒng)的國際合作。中國持續(xù)推進(jìn)與亞太地區(qū)及東盟有關(guān)國家的合作，探討建立衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用合作機(jī)制，推動(dòng)中國“北斗”系統(tǒng)的應(yīng)用普及。那么，為什么亞太地區(qū)的國家會(huì)對中國“北斗”感興趣呢？

中國“北斗”系統(tǒng)已經(jīng)打上去19顆衛(wèi)星，到2020年將打全35顆衛(wèi)星。目前，這19顆衛(wèi)星主要分布在以中國為中心的亞太地區(qū)上空，亞太地區(qū)的“北斗”定位導(dǎo)航網(wǎng)絡(luò)因此已經(jīng)建立起來，并已投入使用。東南亞國家緯度較低，按照北斗星座的分布特點(diǎn)，在這一區(qū)域“北斗”系統(tǒng)的導(dǎo)航性能更好，要優(yōu)于其他導(dǎo)航系統(tǒng)。也就是說，對于亞太國家而言，“北斗”比GPS更有優(yōu)勢，用“北斗”比用GPS更加合算。亞太地區(qū)國家顯然認(rèn)識(shí)到“北斗”的覆蓋優(yōu)勢，這就是中國政府積極推動(dòng)“北斗”系統(tǒng)在亞太地區(qū)的應(yīng)用并得到積極響應(yīng)的原因所在。

中國“北斗”走出去的標(biāo)志性事件是2014年5月巴基斯坦國家位置服務(wù)網(wǎng)一期工程的建立與完成。這一工程是中國“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的首個(gè)海外組網(wǎng)項(xiàng)目，這一項(xiàng)目在巴基斯坦卡拉奇市建立了5個(gè)基準(zhǔn)站和1個(gè)處理中心，組成區(qū)域“北斗”定位增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)，為巴基斯坦提供實(shí)時(shí)可靠的“北斗”高精度定位服務(wù)。巴基斯坦國家位置服務(wù)網(wǎng)項(xiàng)目，是巴基斯坦國家級(jí)重點(diǎn)基礎(chǔ)設(shè)施，后續(xù)開展的二期工程，將覆蓋巴基斯坦全境，并成為中國“北斗”海外第一個(gè)國家級(jí)高精度服務(wù)網(wǎng)，這對于“北斗”系統(tǒng)走向國際化和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用都具有重大意義。

2014年7月，中國國家科技部國家遙感中心主辦了“2014北斗技術(shù)與應(yīng)用國際培訓(xùn)班”，學(xué)員是泰國、馬來西亞、文萊、印度尼西亞、柬埔寨、老撾、朝鮮、巴基斯坦等國家從事衛(wèi)星導(dǎo)航、遙感、地理信息系統(tǒng)、空間探測相關(guān)專業(yè)或從事相關(guān)管理工作的高級(jí)人員?；顒?dòng)的目的是為東盟及亞洲地區(qū)國家提供以“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)為主的空間信息技術(shù)培訓(xùn)，以使中國“北斗”加快進(jìn)入東盟及亞洲國家。中國方面還安排這些學(xué)員去武漢光谷北斗集團(tuán)，參觀中國最大的遙感衛(wèi)星地面接收站，去黃石參觀建設(shè)中的中國—東盟北斗示范城。這一活動(dòng)無疑是成功的。據(jù)媒體報(bào)道，泰國科技部地理空間信息技術(shù)局的一名代表告訴記者，他親身經(jīng)歷了光谷北斗在泰國建成首批CORS基站和與泰國開展“北斗”合作的過程，很榮幸能來中國參觀學(xué)習(xí)，中泰合作將帶動(dòng)泰國地球空間信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

雖然GPS從20世紀(jì)90年代便開始在全球的商業(yè)擴(kuò)張，但時(shí)至今日，衛(wèi)星定位導(dǎo)航應(yīng)用服務(wù)仍是科技含量極高的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，“北斗”導(dǎo)航衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)化的市場空間極富想象力。據(jù)“北斗”官方負(fù)責(zé)人樂觀估計(jì)，到2020年，中國的衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)將達(dá)到5 000億元。這還只是對中國國內(nèi)市場的估計(jì)，國際市場更是不可估量！

不管是國內(nèi)市場用戶還是國際市場用戶，使用“北斗”、GPS、“格洛納斯”等多個(gè)系統(tǒng)，減少對單一系統(tǒng)的依賴，增強(qiáng)安全性，都是非常重要和十分必要的。而這一點(diǎn)，正是中國“北斗”能夠與GPS 爭鋒的關(guān)鍵所在。