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北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是中國著眼于國家安全和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要,自主建設(shè)、獨(dú)立運(yùn)行的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),是為全球用戶提供全天候、全天時(shí)、高精度的定位、導(dǎo)航和授時(shí)服務(wù)的國家重要空間基礎(chǔ)設(shè)施。隨著北斗系統(tǒng)建設(shè)和服務(wù)能力的發(fā)展,相關(guān)產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于交通運(yùn)輸、氣象預(yù)報(bào)等領(lǐng)域,逐步滲透到人類社會(huì)生產(chǎn)和人們生活的方方面面,為全球經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展注入新的活力。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)國際合作。2017年1月,“北斗二號(hào)衛(wèi)星工程”榮獲2016年度國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)特等獎(jiǎng)。這個(gè)工程實(shí)現(xiàn)了國際衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域多個(gè)首創(chuàng),自主創(chuàng)新成果豐富。對于我國北斗導(dǎo)航系統(tǒng)有何獨(dú)特優(yōu)勢,北斗導(dǎo)航系統(tǒng)對于我國經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展有哪些重要影響,北斗導(dǎo)航系統(tǒng)給大家的生活具體帶來了哪些新的變化,北斗導(dǎo)航系統(tǒng)未來如何發(fā)展?圍繞這些問題,本刊特約記者專訪了原總參謀部測繪局局長、總參謀部作戰(zhàn)部副部長卜慶君。
《領(lǐng)導(dǎo)文萃》:現(xiàn)在北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)可謂是我國重要的空間信息基礎(chǔ)設(shè)施,那么何為北斗導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng),它為何如此重要?
卜慶君:介紹北斗系統(tǒng)之前要先講一下什么是導(dǎo)航。無論古代,還是現(xiàn)代,人們都離不開賴以生存的這個(gè)地理空間環(huán)境,首先要解決的是:我在哪里?要去往何方?這說明在生活中與我們關(guān)聯(lián)最多的是位置信息。在漫長的社會(huì)進(jìn)程中,人們不斷探求著確定位置、導(dǎo)向目標(biāo)的方法和途徑。我們的先民早在遠(yuǎn)古時(shí)期就懂得利用北斗星座辨識(shí)方向、區(qū)分季節(jié),尤其是凝聚著中華民族聰明才智的四大發(fā)明之一的指南針是人類發(fā)明的最早的導(dǎo)航儀,幾個(gè)世紀(jì)以來它經(jīng)過不斷的改進(jìn)變得越來越精密,并一直被廣泛應(yīng)用。進(jìn)入現(xiàn)代,導(dǎo)航手段已經(jīng)擴(kuò)展到衛(wèi)星導(dǎo)航、磁力導(dǎo)航、聲納導(dǎo)航、量子導(dǎo)航等多種方式。隨著電磁場理論和電子技術(shù)的蓬勃發(fā)展,人們又發(fā)明了地基電子導(dǎo)航系統(tǒng),這一系統(tǒng)的問世標(biāo)志著人類從此進(jìn)入了電子導(dǎo)航時(shí)代。當(dāng)時(shí)的地基電子導(dǎo)航系統(tǒng)由于只能進(jìn)行二維定位,而如果要對空間飛行器進(jìn)行精密導(dǎo)航,則需要確定飛行器的三維位置(水平位置和高度)。顯然地基電子導(dǎo)航系統(tǒng)不能滿足這種需要,于是人類就設(shè)想是否可以將無線電發(fā)射參考站建立在空中。
1957年10月,世界上第一顆人造地球衛(wèi)星發(fā)射成功,由此宣告空間科學(xué)的發(fā)展跨入了一個(gè)嶄新的時(shí)代,也使電子導(dǎo)航技術(shù)的發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)新的階段,空基電子導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)是以衛(wèi)星為空間基準(zhǔn)點(diǎn),用戶利用接收設(shè)備測定至衛(wèi)星的距離或多普勒頻移等觀測量來確定其位置和速度的系統(tǒng)。衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)主要由三大部分組成:空間衛(wèi)星、地面監(jiān)測網(wǎng)和用戶設(shè)備。衛(wèi)星導(dǎo)航的優(yōu)點(diǎn)是具有全球全天候、高精度、多功能、龐復(fù)性。當(dāng)前,全球有四大衛(wèi)星定位系統(tǒng):GPS系統(tǒng)(美國)、北斗系統(tǒng)(中國)、GLONASS系統(tǒng)(俄羅斯)、伽利略衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(歐盟)和兩個(gè)尚不成熟的區(qū)域?qū)Ш蕉ㄎ幌到y(tǒng):QZSS“準(zhǔn)天頂”衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)(日本)和IRNSS區(qū)域衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)(印度)。
我國的北斗系統(tǒng)啟動(dòng)于上世紀(jì)80年代中期,國家“863計(jì)劃”倡導(dǎo)者之一、原國防科工委科技委顧問陳芳允院士(也是我國兩彈一星元?jiǎng)祝┯?985年提出了僅用兩顆地球同步軌道衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)定位的建議,用以解決在資金困難時(shí)期構(gòu)建宏大系統(tǒng)的難題。
關(guān)于北斗系統(tǒng),在一般材料和文件中的標(biāo)準(zhǔn)描述是:北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)是我國自主建設(shè)、獨(dú)立運(yùn)行,與國際上其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)兼容共用的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),可在全球范圍內(nèi)全天候、全天時(shí),為各類用戶提供高精度、高可靠的定位、導(dǎo)航、授時(shí)服務(wù)。
《領(lǐng)導(dǎo)文萃》:請您談一下我國自主研發(fā)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的背景及戰(zhàn)略意義?
卜慶君:在我們?nèi)粘9ぷ髦?,與地方政府、有關(guān)單位、各行業(yè)同志接觸時(shí),總會(huì)有人問到,美國GPS用著很方便,為什么還要搞北斗?我會(huì)跟他們講:衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)關(guān)系國家安全,不管國外系統(tǒng)多么完美無缺,免費(fèi)使用政策多么誘人,你也不能永遠(yuǎn)依賴別人。其實(shí)GPS免費(fèi)使用是一個(gè)戰(zhàn)略誘餌。GPS免費(fèi)對全球開放是美國國家戰(zhàn)略,是謀求優(yōu)先話語權(quán)的體現(xiàn),也是美國稱霸全球的道具。具體來說,就是以免費(fèi)為誘餌,使其他國家不得不不斷完善GPS應(yīng)用基礎(chǔ)條件,如今大部分國家都在發(fā)展基于GPS的星基增強(qiáng)、地基增強(qiáng)系統(tǒng),以滿足本國的應(yīng)用需求,從而使世界各國為GPS建設(shè)加大投入,提供監(jiān)測,提高可靠可用性,進(jìn)而使GPS廣泛地滲透于人們的日常生活中。美國的戰(zhàn)略家認(rèn)為GPS免費(fèi)開放帶來的戰(zhàn)略利益高于收費(fèi)服務(wù)帶來的利益,能隱藏利益于無形之中,更利于美國全球戰(zhàn)略的實(shí)現(xiàn),事實(shí)上也正是如此。如今,衛(wèi)星導(dǎo)航在我們的生活中已經(jīng)不可或缺,但是目前為止,我們?nèi)粘I钪械男l(wèi)星導(dǎo)航基本上是GPS系統(tǒng)在全球衛(wèi)星導(dǎo)航市場上一家獨(dú)大。這是因?yàn)樵缭?0年前,美國軍方就開始了GPS衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的研發(fā),目前共部署了32顆在軌衛(wèi)星,遍布全球的幾十個(gè)地面監(jiān)測站。
由于GPS 一家獨(dú)大,就拿我國來說,銀行、電力系統(tǒng)很多還是依靠GPS授時(shí),我們的很多汽車上的導(dǎo)航系統(tǒng)也是GPS,甚至于軍用裝備上GPS也還存在,這樣就會(huì)帶來一個(gè)令人不安的設(shè)想——假如在關(guān)鍵時(shí)刻美國人關(guān)掉GPS,或者在信號(hào)上“做點(diǎn)手腳”,那我們怎么辦?事實(shí)上,這已經(jīng)不僅僅是想象與擔(dān)心,而是已有先例可循,GPS中斷的干擾就的確出現(xiàn)過。目前不用說美國用其他政治、經(jīng)濟(jì)手段,就是只要僅僅把GPS的服務(wù)精度降低或暫時(shí)關(guān)閉,使用GPS的國家或地區(qū)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行就將遭受嚴(yán)重影響甚至發(fā)生混亂。這就是不戰(zhàn)而屈人之兵的戰(zhàn)略手段,在貌似給予當(dāng)中,不知不覺地控制了他國經(jīng)濟(jì)。所以必須要有清醒的認(rèn)識(shí),積極發(fā)展獨(dú)立自主的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)?;谏鲜鰮?dān)心,世界各大國與國家集團(tuán)開始考慮對策,由此誕生了俄羅斯GLONASS、歐洲伽利略等衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。時(shí)任法國總統(tǒng)希拉克曾表示,沒有伽利略計(jì)劃,歐洲“將不可避免地成為附庸,首先是科學(xué)和技術(shù),其次是工業(yè)和經(jīng)濟(jì)”。 這也是歐盟不顧美國的不滿、沖破重重阻撓執(zhí)意發(fā)展伽利略系統(tǒng)的根本原因。發(fā)展伽利略衛(wèi)星定位系統(tǒng)就是為了減少歐洲對美國軍事和技術(shù)的依賴,打破美國對衛(wèi)星導(dǎo)航市場的壟斷。歐盟是美國最親密的戰(zhàn)略伙伴,連歐盟都要搞自己的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),那我們呢?所以正是基于上述的擔(dān)心,我們早在上世紀(jì)80年代中期就開始了北斗系統(tǒng)的建設(shè)。從上世紀(jì)80年代末開始,未雨綢繆的中國科學(xué)家們就開始關(guān)注對我國自主研發(fā)的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的論證研究工作,并在主管部門的積極響應(yīng)下,開始實(shí)施系統(tǒng)建設(shè)。后來又給這個(gè)系統(tǒng)取了一個(gè)響亮的名字“北斗”,寓意著如同北斗星一樣指引方向。
我國兩彈一星元?jiǎng)住摇?63計(jì)劃”倡導(dǎo)者之一、原國防科工委科技委顧問陳芳允院士,在80年代初期就提出了僅用兩顆通信衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)定位的建議。當(dāng)時(shí)我還是總參測繪局科技處處長,捕捉到這一信息后,及時(shí)組織專家論證,勇于承擔(dān)任務(wù),這樣,中國衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)的宏偉計(jì)劃,就在原總參測繪局一間狹小的辦公室里悄悄萌發(fā)。有關(guān)技術(shù)人員通過演示驗(yàn)證試驗(yàn),初步認(rèn)為原理是可行的,后又經(jīng)過較深入的研究論證及方案擬制,提出立項(xiàng)研制,但由于當(dāng)時(shí)經(jīng)費(fèi)緊張,技術(shù)攻堅(jiān)難度大,因此項(xiàng)目立項(xiàng)面臨著很多不同的聲音。后來憑著北斗人的探索精神和務(wù)實(shí)態(tài)度,北斗計(jì)劃歷經(jīng)周折,厚積薄發(fā),終于在2000年10月31日在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功將首顆試驗(yàn)衛(wèi)星送上太空。同年年底再次發(fā)射1顆衛(wèi)星,2003年發(fā)射了第三顆衛(wèi)星。2003年12月15日,北斗一號(hào)系統(tǒng)正式向國內(nèi)用戶提供服務(wù)。雖然當(dāng)時(shí)的北斗應(yīng)用技術(shù)還遠(yuǎn)不像GPS系統(tǒng)那樣成熟完善,但卻給以往單獨(dú)依賴于GPS的用戶提供了一種新的選擇。北斗一號(hào)奠定了中國衛(wèi)星導(dǎo)航發(fā)展的基石,使我國的衛(wèi)星導(dǎo)航走上了創(chuàng)新發(fā)展的道路。目前正在運(yùn)行的北斗二號(hào)系統(tǒng)于2004年8月經(jīng)國務(wù)院批準(zhǔn)立項(xiàng),立項(xiàng)前也是經(jīng)歷了許多磨難,在發(fā)展步驟、星座設(shè)計(jì)、技術(shù)路線、研制周期等方面有很多的不同意見。經(jīng)過多方協(xié)調(diào),不懈努力,于2007年2月發(fā)射首顆試驗(yàn)星,同年北斗系統(tǒng)被聯(lián)合國外空委確認(rèn)為全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)四大核心供應(yīng)商之一。2012年12月,北斗二號(hào)系統(tǒng)正式開通服務(wù),系統(tǒng)由14顆衛(wèi)星、32個(gè)地面站和各類應(yīng)用終端組成,同時(shí)具備定位定向、實(shí)時(shí)導(dǎo)航、精密測速、精確授時(shí)、位置報(bào)告和短信服務(wù)等6大功能,服務(wù)范圍覆蓋整個(gè)亞太地區(qū)。
北斗系統(tǒng)是國家重大戰(zhàn)略基礎(chǔ)設(shè)施,是推動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展新的增長點(diǎn),這已是當(dāng)前全社會(huì)的共識(shí)。但更重要的是北斗系統(tǒng)是國防和軍隊(duì)信息化建設(shè)與保障的重要支撐,是維護(hù)國家空間戰(zhàn)略、經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略、安全戰(zhàn)略的重要保障。中國作為世界第二大經(jīng)濟(jì)體和第一大美元儲(chǔ)備國,在當(dāng)今開放的大背景下,存在著各種國家安全問題,而且越開放,面臨的安全風(fēng)險(xiǎn)也越大。因此在北斗國際化已成為大勢所趨的情況下,北斗系統(tǒng)的戰(zhàn)略意義越來越大,影響愈加深遠(yuǎn)。
《領(lǐng)導(dǎo)文萃》:北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)與美國GPS、俄羅斯格羅納斯、歐洲伽利略系統(tǒng)相比,它有哪些優(yōu)勢?
卜慶君:美國GPS始建于20世紀(jì)70年代,是具有在海、陸、空進(jìn)行全方位實(shí)時(shí)三維導(dǎo)航與定位能力的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)。GPS系統(tǒng)包括空間部分、地面測控部分和用戶設(shè)備三部分??臻g部分的衛(wèi)星分布于6個(gè)軌道面,軌道高度20183千米,軌道面傾斜角為55度,可提供全球全天候、每秒一次、持續(xù)不斷的定位信息。GPS提供兩種定位服務(wù),即精密定位服務(wù)(PPS)和標(biāo)準(zhǔn)定位服務(wù)(SPS)。由于具有全天候、高精度、自動(dòng)化、高效益等顯著特點(diǎn),GPS被成功地應(yīng)用于大地測量、工程測量、航空攝影測量、運(yùn)載工具導(dǎo)航和管制、地殼運(yùn)動(dòng)監(jiān)測、資源勘察、地球動(dòng)力學(xué)等多種學(xué)科,并且隨著全球定位系統(tǒng)的不斷改進(jìn),硬、軟件的不斷完善,應(yīng)用領(lǐng)域正在不斷地開拓,目前已遍及國民經(jīng)濟(jì)各種部門,并逐步深入人們的日常生活。
GLONASS是蘇聯(lián)1982年宣布開發(fā)的星基導(dǎo)航系統(tǒng),并于同年10月12日發(fā)射第一顆衛(wèi)星。GLONASS是與美國GPS系統(tǒng)相類似的衛(wèi)星定位系統(tǒng),也由衛(wèi)星星座、地面監(jiān)測控制站和用戶設(shè)備三部分組成。GLONASS系統(tǒng)采用頻分多址(FDMA)方式,根據(jù)載波頻率來區(qū)分不同衛(wèi)星[GPS是碼分頻分多址(CDMA),根據(jù)調(diào)制碼來區(qū)分衛(wèi)星]。俄羅斯對GLONASS系統(tǒng)采用了軍民合用、不加密的開放政策。但是GLONASS用戶設(shè)備發(fā)展比較緩慢,這與美國的GPS用戶設(shè)備的快速發(fā)展形成鮮明的對照。在美國,市場競爭激烈,致使很多私營開發(fā)商爭相研制新型接收機(jī)中的OEM板、專用芯片等系列產(chǎn)品,特別在小型化、低成本上發(fā)展迅速,因而產(chǎn)品種類繁多,可選余地較大。而俄羅斯在市場經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)軌過程中行動(dòng)遲緩,相對抑制了民用的發(fā)展。
“伽利略”(Galileo)系統(tǒng)由歐洲共同體發(fā)起,旨在確定建立一個(gè)由國際組織控制的民用全球衛(wèi)星導(dǎo)航服務(wù)系統(tǒng)。Galileo星座由30顆衛(wèi)星組成,衛(wèi)星均勻地分布在高度約為24000千米的3個(gè)軌道面上,每個(gè)軌道面部署9顆工作星和1顆在軌備用衛(wèi)星,軌道傾角56度。系統(tǒng)的典型功能是信號(hào)中繼,向用戶接收機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸可以通過一種特殊的聯(lián)系方式或其他系統(tǒng)的中繼來實(shí)現(xiàn)。Galileo系統(tǒng)確定地面位置或近地空間位置要比GPS精確10倍,其水平定位精度優(yōu)于10米,時(shí)間信號(hào)精度達(dá)到100納秒。必要時(shí),定位精度可達(dá)6米,如與GPS組合甚至能精確到4米。“伽利略”具有四大特點(diǎn):自成獨(dú)立體系、能與其他的相關(guān)系統(tǒng)(如GPS、GLONASS)兼容、具有先進(jìn)性和競爭力、公開進(jìn)行國際合作。
我國的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)主要有四個(gè)特點(diǎn):
一是首次采用GEO/IGSO/MEO三種軌道衛(wèi)星構(gòu)建混合導(dǎo)航星座,以最少的衛(wèi)星數(shù)量和經(jīng)費(fèi)投入,實(shí)現(xiàn)服務(wù)區(qū)內(nèi)與GPS相當(dāng)?shù)膶?dǎo)航能力。既可滿足覆蓋全球的要求,又對我國及周邊實(shí)現(xiàn)了針對性的性能增強(qiáng),解決了我國重點(diǎn)區(qū)域覆蓋范圍大、指標(biāo)要求高的難題。
二是首次采用RDSS(衛(wèi)星無線電測定業(yè)務(wù))和RNSS(衛(wèi)星無線電導(dǎo)航) 兩種技術(shù)體制。其中,無線電導(dǎo)航業(yè)務(wù)(RNSS)為無源定位。衛(wèi)星通過不同頻點(diǎn)向用戶廣播基本導(dǎo)航信息、差分完好性信息、衛(wèi)星工況信息、測距信息、軌控及參數(shù)等。用戶接收至少四顆衛(wèi)星信號(hào),由其自身獨(dú)立解算出位置和時(shí)間。無線電測定業(yè)務(wù)(RDSS)為有源定位。主控站經(jīng)衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)向用戶廣播信息,需要定位的用戶產(chǎn)生應(yīng)答信號(hào),經(jīng)衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)傳回主控站,由主控站解算該用戶位置和時(shí)間信息,再經(jīng)衛(wèi)星向指定用戶發(fā)播計(jì)算結(jié)果。有源和無源這兩種技術(shù)體制,對實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航定位、精確授時(shí)、遠(yuǎn)程指揮、數(shù)據(jù)傳輸?shù)染哂歇?dú)特優(yōu)勢。北斗除具備美國GPS、俄羅斯格羅納斯等國外系統(tǒng)的基本功能外,還具有獨(dú)特的位置報(bào)告和短信服務(wù)功能,可同時(shí)獲取“何時(shí)、何地、何人、何事”等基本信息要素,在指揮控制、隱蔽定位、生命救援等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用前景。
三是首次融合基本服務(wù)和增強(qiáng)服務(wù)。北斗采用兩種服務(wù)數(shù)據(jù)統(tǒng)一搭載同一信號(hào)格式向用戶發(fā)播,用戶終端無須增加經(jīng)濟(jì)成本和技術(shù)復(fù)雜性,就可按需選擇服務(wù)模式。
四是首次采用Bl/B2/B3三個(gè)頻點(diǎn),共六路信號(hào)提供服務(wù),具有多種組合服務(wù)樣式。用戶可根據(jù)使用場景、使用模式、使用需求,選擇單獨(dú)或組合服務(wù)樣式,使用方式更加靈活。其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)采用基本導(dǎo)航與增強(qiáng)導(dǎo)航系統(tǒng)分離建設(shè)、分開運(yùn)行的模式,應(yīng)用終端需要接收兩個(gè)系統(tǒng)的信號(hào)才能實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)服務(wù)。北斗系統(tǒng)采用一體化設(shè)計(jì),通過一個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)基本導(dǎo)航與增強(qiáng)導(dǎo)航兩種服務(wù),可降低使用成本和技術(shù)門檻。
《領(lǐng)導(dǎo)文萃》:北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的建成對于我國有哪些重大意義?
卜慶君:衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是一個(gè)國家綜合國力的體現(xiàn),是大國強(qiáng)國的標(biāo)志。開拓這個(gè)極具挑戰(zhàn)性的世界高新技術(shù)領(lǐng)域,中國人只有依靠自己。我們立足國情軍情,創(chuàng)造性地提出“先有源、后無源,先區(qū)域、后全球”的發(fā)展思路,確定“三步走”發(fā)展戰(zhàn)略,穩(wěn)扎穩(wěn)打、循序漸進(jìn),投入少、效益高,使我國躋身于世界衛(wèi)星導(dǎo)航大國行列,振奮了軍心民心,大長了中國人的志氣。經(jīng)過長期的努力拼搏,我們攻克全部核心技術(shù),立起自主的時(shí)空基準(zhǔn),實(shí)現(xiàn)了宇航能力由單星研制到組批生產(chǎn)、由單星在軌工作到多星組網(wǎng)運(yùn)行的整體躍升。這是我們推進(jìn)自主創(chuàng)新、建設(shè)創(chuàng)新型國家的生動(dòng)寫照。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)成功應(yīng)用于實(shí)踐,特別是有源與無源相結(jié)合的獨(dú)特體制,豐富和發(fā)展了衛(wèi)星導(dǎo)航理論,拓展了衛(wèi)星導(dǎo)航服務(wù)的領(lǐng)域,是對世界衛(wèi)星導(dǎo)航的重大突破。
2016年6月,國務(wù)院新聞辦公室發(fā)表了《中國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)》白皮書,指出,隨著北斗系統(tǒng)建設(shè)和服務(wù)能力的發(fā)展,相關(guān)產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于交通運(yùn)輸、海洋漁業(yè)、森林防火、通信時(shí)統(tǒng)、電力調(diào)度、救災(zāi)減災(zāi)、應(yīng)急搜救等領(lǐng)域,逐步滲透到人類社會(huì)生產(chǎn)和人們生活的方方面面,為全球經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展注入新的活力。這表明,北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)對于促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展,保障國家安全等許多方面,都具有十分重大特殊的戰(zhàn)略意義。
實(shí)踐證明,只有堅(jiān)持自主發(fā)展,我們才可能取得今天的成績;同樣,只要下定決心,齊心協(xié)力,就沒有我們在世界上干不成的大事。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的成功建設(shè)和應(yīng)用是我們堅(jiān)持道路自信、制度自信、理論自信、文化自信的重大成果。我們?nèi)w北斗人,心懷強(qiáng)國強(qiáng)軍夢想,形成了“自主創(chuàng)新、團(tuán)結(jié)協(xié)作、攻堅(jiān)克難、追求卓越”的北斗精神。這是“兩彈一星”精神的傳承和發(fā)揚(yáng),是中華民族精神家園的寶貴財(cái)富。我認(rèn)為北斗是走中國道路、彰顯中國智慧、弘揚(yáng)中國精神、凝聚中國力量、堅(jiān)持中國自信的具體體現(xiàn),是中華民族的偉大驕傲,是中國夢的偉大實(shí)踐。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是我國自主創(chuàng)新具有中國特色的一項(xiàng)標(biāo)志性成果,是聯(lián)合國外空委確認(rèn)的全球?qū)Ш较到y(tǒng)四大核心供應(yīng)商之一,也是未來平衡和改變世界戰(zhàn)略力量格局的重要砝碼。
《領(lǐng)導(dǎo)文萃》:原北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)總設(shè)計(jì)師孫家棟院士說過,“北斗系統(tǒng)的重中之重在于應(yīng)用”。這句話如何理解?
卜慶君:衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)最早應(yīng)用于軍用定位和導(dǎo)航,隨著技術(shù)的發(fā)展與完善,其應(yīng)用范圍逐步從軍用擴(kuò)展到民用,滲透至國民經(jīng)濟(jì)各部門,應(yīng)用領(lǐng)域遍及海陸空天。孫院士一直強(qiáng)調(diào)“北斗系統(tǒng)的重中之重在于應(yīng)用”,應(yīng)用是北斗建設(shè)的出發(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn)。而北斗的應(yīng)用領(lǐng)域只受人們的想象力所限,可以說沒有做不到,只有想不到。它已經(jīng)成為一種嶄露頭角的全球信息基礎(chǔ)設(shè)施,是推動(dòng)國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)和實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的強(qiáng)有力支撐。從這個(gè)角度說,美國之所以能稱霸世界與它是世界第一個(gè)建成全球定位系統(tǒng)(GPS)的國家是密切相關(guān)的。
在軍事領(lǐng)域中,從上世紀(jì)90年代以來的海灣戰(zhàn)爭、科索沃戰(zhàn)爭、阿富汗戰(zhàn)爭和伊拉克戰(zhàn)爭等幾場局部戰(zhàn)爭中,美國的GPS在精確武器打擊、陸海空三軍導(dǎo)航定位方面發(fā)揮了巨大的軍事作用;在經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域中,衛(wèi)星導(dǎo)航定位業(yè)務(wù)一直被美國的GPS系統(tǒng)所壟斷,其相關(guān)產(chǎn)品和服務(wù)市場的年產(chǎn)值達(dá)100億美元,美國聯(lián)邦航空局預(yù)計(jì),隨著衛(wèi)星定位及導(dǎo)航應(yīng)用的日漸廣泛,這一行業(yè)的銷售規(guī)模在2020年將達(dá)到5000億美元。衛(wèi)星導(dǎo)航定位已經(jīng)成為當(dāng)今國際公認(rèn)的八大無線產(chǎn)業(yè)之一,創(chuàng)造出巨大的經(jīng)濟(jì)利益和社會(huì)影響,為全球的經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出了卓越貢獻(xiàn)。正是基于此,世界各國都看到了衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)的地位和作用,于是競相在這一領(lǐng)域開始了角逐。
同世界其他大國一樣,衛(wèi)星導(dǎo)航等許多高新技術(shù)往往起源于軍事需求,優(yōu)先服務(wù)于國防,而最終在民用領(lǐng)域顯示出充分的市場價(jià)值。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)連續(xù)十多年保持穩(wěn)定運(yùn)行不間斷服務(wù),在軍事與民用領(lǐng)域的應(yīng)用都得到了長足的發(fā)展。目前,北斗應(yīng)用受到了各行業(yè)主管部門與各級(jí)地方政府的高度關(guān)注,北斗的科研成果大量涌現(xiàn),應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)展,產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程風(fēng)生水起,“北斗風(fēng)”正在席卷全國。首先是海事漁政、交通運(yùn)輸、電力、鐵路、民航、金融、通信、公安等國家重點(diǎn)行業(yè)領(lǐng)域使用北斗的政策都在逐步出臺(tái);其次是一些市場化的行業(yè)領(lǐng)域,例如精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、森林防火、氣象水文、環(huán)境監(jiān)測、智慧城市等等,近年來也逐漸由早期的示范應(yīng)用向著產(chǎn)業(yè)化規(guī)?;内厔萃七M(jìn)發(fā)展;第三是大眾應(yīng)用領(lǐng)域,例如智能駕培、老人監(jiān)護(hù)、特殊人群監(jiān)管、智慧旅游、智慧醫(yī)療、車輛前裝、北斗手機(jī)、北斗學(xué)生卡等等,更是會(huì)產(chǎn)生億萬級(jí)的用戶規(guī)模。
隨著北斗系統(tǒng)亞太地區(qū)服務(wù)能力的日漸提升與應(yīng)用技術(shù)的逐漸成熟,北斗在促進(jìn)我國國防經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展水平的同時(shí),也引起了周邊國家的積極關(guān)注,東盟、西亞等服務(wù)區(qū)范圍內(nèi)的國家出于吸引中國投資、打破GPS壟斷、降低服務(wù)成本等考慮,對引進(jìn)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)興趣濃厚,其中泰國、老撾、柬埔寨、巴基斯坦等國都紛紛表達(dá)了使用北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的強(qiáng)烈愿望。有的已經(jīng)簽訂了戰(zhàn)略合作協(xié)議,有的正在商務(wù)談判之中。然而,北斗國際化應(yīng)用問題并非簡單的技術(shù)或商務(wù)問題,未來我們也將結(jié)合政治、軍事、外交等領(lǐng)域,加強(qiáng)頂層籌劃,制定方針政策,力推將北斗境外應(yīng)用納入到國家層面的雙邊互訪與科技經(jīng)貿(mào)合作的整體戰(zhàn)略中。隨著北斗在國民經(jīng)濟(jì)和國防建設(shè)各領(lǐng)域應(yīng)用逐步深入,集成服務(wù)不斷創(chuàng)新,重點(diǎn)行業(yè)初具規(guī)模,國際合作取得成效,整體應(yīng)用已進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化、規(guī)?;?、大眾化、國際化的新階段。目前已被國際海事組織接納認(rèn)可為全球第三個(gè)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。
《領(lǐng)導(dǎo)文萃》:您能否更具體地談一談北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)對于經(jīng)濟(jì)社會(huì)領(lǐng)域發(fā)展的重要影響?
卜慶君:近年來北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在國民經(jīng)濟(jì)和國防建設(shè)各領(lǐng)域應(yīng)用逐步深入,核心技術(shù)取得突破,基礎(chǔ)產(chǎn)品形成系列,集成服務(wù)不斷創(chuàng)新,重點(diǎn)行業(yè)初具規(guī)模,國際合作取得成效,整體應(yīng)用已進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化、規(guī)?;?、大眾化、國際化的新階段。北斗應(yīng)用總體形勢看好,在短時(shí)間內(nèi)能從無到有、從點(diǎn)到面、解決應(yīng)急、發(fā)揮效能、服務(wù)社會(huì),產(chǎn)生了較好的經(jīng)濟(jì)效益,為國家經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展起到了促進(jìn)作用。
一是已初步形成了政策法規(guī)體系。近年來,國家部委、地方政府和相關(guān)部門密集發(fā)布相關(guān)法規(guī)政策近30項(xiàng),涵蓋了北斗發(fā)展規(guī)劃、科學(xué)研究、行業(yè)應(yīng)用、專項(xiàng)示范和知識(shí)產(chǎn)權(quán)各領(lǐng)域。二是加快完善基礎(chǔ)產(chǎn)品體系。目前,北斗基帶和射頻芯片、OEM板、天線等核心產(chǎn)品,部分指標(biāo)達(dá)到或接近國際先進(jìn)水平。北斗芯片主要廠商近20家,總銷售量突破300萬片,高精度測量型板卡銷售已近5萬套,占國內(nèi)市場份額的三分之一,特殊行業(yè)和大眾領(lǐng)域?qū)Ш綉?yīng)用兼容北斗已成為趨勢。三是重點(diǎn)行業(yè)應(yīng)用不斷深入。交通部推動(dòng)在9省市近10萬輛“兩客一?!避囕v安裝北斗終端,降低了運(yùn)輸成本,保障了出行安全;廣州市為1萬多輛公務(wù)車安裝北斗終端,強(qiáng)化了公車信息化、正規(guī)化管理;民政部在北京開展應(yīng)急減災(zāi)示范應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè),擬在10個(gè)省市推廣應(yīng)用3萬套北斗終端,進(jìn)一步提高國家應(yīng)急救援信息化水平;國家人防辦結(jié)合信息化建設(shè)規(guī)劃,推動(dòng)全國各省市開展人防領(lǐng)域北斗應(yīng)用,以提高應(yīng)急指揮和支援行動(dòng)能力;農(nóng)業(yè)部發(fā)布行業(yè)指導(dǎo)意見,將北斗船載終端納入國家農(nóng)機(jī)補(bǔ)貼范圍,全國6萬余艘漁船和執(zhí)法船只已安裝北斗終端,有力保障了廣大漁民的海上作業(yè)安全。與此同時(shí),在電力、通信、金融等領(lǐng)域,北斗高精度授時(shí)已從示范應(yīng)用轉(zhuǎn)入規(guī)模推廣階段;在森林防火、氣象測報(bào)和水文監(jiān)測等領(lǐng)域,北斗短信服務(wù)常態(tài)化應(yīng)用,為預(yù)防災(zāi)害、環(huán)境保護(hù)提供了高效手段;新疆、西藏、云南等地重點(diǎn)開展北斗警用試點(diǎn)建設(shè),為地區(qū)穩(wěn)定提供了有力支持。
未來,北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)將把握國家實(shí)施“一帶一路”戰(zhàn)略規(guī)劃的發(fā)展機(jī)遇,與全球其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)深入合作,共同推動(dòng)北斗/GNSS國際化應(yīng)用,把北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)打造成為國際知名的中國品牌。
《領(lǐng)導(dǎo)文萃》:如您所說,我們的生活真的離不開北斗,北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)給大家的生活帶來了哪些新的具體變化?
卜慶君:目前,我國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)正在由軍用領(lǐng)域逐漸向民用領(lǐng)域轉(zhuǎn)化,發(fā)揮北斗技術(shù)在智慧城市建設(shè)中的作用,隨著不斷深化挖掘服務(wù)市場、使其價(jià)值實(shí)現(xiàn)最大化,眾多企業(yè)在不斷的研發(fā)與創(chuàng)新。目前,該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用已延伸到市政規(guī)劃建設(shè)和防控管理、公共安全監(jiān)控領(lǐng)域等,比如無人機(jī)在農(nóng)業(yè)、電力管線、石油管線巡檢中的應(yīng)用,“智慧井蓋”通過準(zhǔn)確定位在防洪防汛中的作用,“智慧停車”在城市化進(jìn)程中的作用等等,這些“北斗+”服務(wù)應(yīng)用已成為智慧城市中不可或缺的部分,為政府、百姓帶來安全、便捷的服務(wù)模式。
隨著北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)的民用應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大,人們?nèi)粘I罹W(wǎng)絡(luò)需求的擴(kuò)張,為迎合市場需求,以北斗核心技術(shù)支持、貼心服務(wù)為主,帶動(dòng)上下游各產(chǎn)業(yè)鏈,不斷地完善網(wǎng)絡(luò)覆蓋,建立和完善北斗大數(shù)據(jù)庫。尤其在智慧養(yǎng)老體系、智慧校園體系建設(shè)中,通過北斗定位技術(shù)研發(fā)的穿戴式產(chǎn)品已經(jīng)在北斗民用化市場占有一席之地。在安全方面可以為老人、兒童等弱勢群體提供北斗實(shí)時(shí)精準(zhǔn)定位、北斗實(shí)時(shí)跟蹤、實(shí)時(shí)報(bào)警、軌跡回放、電子圍欄等功能,為弱勢群體提供安全防范管理措施,保障其生命財(cái)產(chǎn)安全。我們結(jié)合“互聯(lián)網(wǎng)+服務(wù)”的方式,針對弱勢群體需求的特點(diǎn),通過互聯(lián)網(wǎng)整合服務(wù)資源,從便利生活、學(xué)習(xí)、健康檢測、疾病預(yù)防及救治等方面為其提供服務(wù)內(nèi)容,讓他們感受到國家智慧城市建設(shè)帶來的福音。具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
(1) 車輛導(dǎo)航。我國人口眾多,汽車擁有量也不斷提升,僅北京市的汽車保有量已達(dá)幾百萬輛,基于全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)的車輛導(dǎo)航也是組成智能交通系統(tǒng)(ITS)的重要部分,它是世界上公認(rèn)的從根本上解決交通問題的最有效途徑。
(2) 移動(dòng)電話。將衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)與移動(dòng)電話相結(jié)合,可以提供基于位置的服務(wù)(LBS)。中國手機(jī)用戶已達(dá)13億,幾乎人手一部手機(jī),而且根據(jù)統(tǒng)計(jì),中國人平均18個(gè)月就要更換一次手機(jī),你可以想象一下,這是多大的一個(gè)市場?在這個(gè)巨大的市場上,可以說蘊(yùn)藏著無限的商機(jī)。
(3)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在資源調(diào)查、石油鉆探、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、漁業(yè)等領(lǐng)域大有市場。其他如公安保衛(wèi)、遇險(xiǎn)搶救、海岸緝私、巡邏搜索、環(huán)境數(shù)據(jù)收集、各種災(zāi)害的預(yù)報(bào)與監(jiān)測、交通管制、遠(yuǎn)距離輸電以及個(gè)人旅游、娛樂等諸多方面都有著廣大的潛在用戶。衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的應(yīng)用具有廣泛的應(yīng)用潛力,應(yīng)用前景“僅受限于人們的想象力”,隨著科技的不斷發(fā)展,很多潛在的應(yīng)用必將被發(fā)掘出來,衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)必將會(huì)得到越來越廣泛的應(yīng)用,與大眾生活越來越密切。
北斗“天上好用,地上用好”。如何用好,除了要求“北斗”產(chǎn)品具有前瞻性、創(chuàng)新性、無限的市場空間,還要注重其綜合服務(wù)體系的建設(shè),只有提供完善的、從使用者角度出發(fā)的服務(wù)才能讓產(chǎn)品保持長青,被市場、使用者接受。比如應(yīng)用“北斗+”“互聯(lián)網(wǎng)+”“大數(shù)據(jù)”等建立的服務(wù)平臺(tái),在線上實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的定位、收集、整合、分析,在線下服務(wù)團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)用其結(jié)果為政府、社會(huì),乃至到個(gè)人輸送優(yōu)質(zhì)的、先進(jìn)的產(chǎn)品和服務(wù),所謂不忘初心,是我們作為北斗團(tuán)隊(duì)永遠(yuǎn)的目標(biāo)和前進(jìn)方向。
《領(lǐng)導(dǎo)文萃》:北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)確實(shí)讓我們的生活日新月異,未來北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)是什么?
卜慶君:北斗系統(tǒng)的名字來源于北斗七星,通過北斗七星的延長線可以找到北極星,北極星是全人類辨別方向的導(dǎo)航星。我國古代還有一句話叫“斗柄回寅天下春”,可見我國古人很早就知道北斗對人類的作用了。北斗的發(fā)展理念既是民族文化的深厚結(jié)晶,又是新時(shí)期中國對世界文明的新貢獻(xiàn)。
北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)實(shí)施“三步走”發(fā)展戰(zhàn)略,即按照“試驗(yàn)—區(qū)域—全球”的總體思路分步實(shí)施。北斗試驗(yàn)系統(tǒng),空間段由兩顆靜止地球軌道衛(wèi)星組成,解決有無,滿足急需。北斗區(qū)域系統(tǒng),空間段由5顆靜止地球軌道衛(wèi)星、5顆傾斜地球同步軌道衛(wèi)星、4顆中圓地球軌道衛(wèi)星組成,即“SGEO+5IGSO+4MEO”模式,滿足亞太地區(qū)基本需求。北斗全球系統(tǒng)空間段計(jì)劃由35顆衛(wèi)星組成,包括5顆靜止軌道衛(wèi)星、27顆中地球軌道衛(wèi)星、3顆傾斜同步軌道衛(wèi)星。按照規(guī)劃,由35顆衛(wèi)星組成的導(dǎo)航星座,在定位授時(shí)精度、抗干擾、系統(tǒng)容量等方面比北斗二號(hào)系統(tǒng)將有大幅提升,達(dá)到同期國際先進(jìn)水平,并形成完善的國家衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)支撐、應(yīng)用、推廣和服務(wù)保障體系。
北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)作為我國首個(gè)大型星座組網(wǎng)系統(tǒng),是迄今為止我國規(guī)模最大、技術(shù)最復(fù)雜、系統(tǒng)集成最難、建設(shè)任務(wù)最重的航天工程。目前,北斗二號(hào)系統(tǒng)正在向亞太用戶提供穩(wěn)定連續(xù)可靠的導(dǎo)航定位授時(shí)服務(wù),北斗全球系統(tǒng)正在建設(shè)中。我相信,北斗全球系統(tǒng)建設(shè)也將繼續(xù)本著突出重點(diǎn)、充分驗(yàn)證、遵循規(guī)律、增量發(fā)展的原則,直面新的艱辛與挑戰(zhàn),書寫新的榮耀與輝煌。