北斗導(dǎo)航系統(tǒng),為了不受制于人

1、“北斗”導(dǎo)航系統(tǒng)，為了不受制于人學(xué)校：成都理工大學(xué)姓名：劉瀟 郵箱： HYPERLINK mailto:1145995574 1145995574在當(dāng)今世界，導(dǎo)航定位已經(jīng)成為人類從事政治、經(jīng)濟(jì)和軍事活動(dòng)所不可或缺 的技術(shù)。隨著人類文明的快速發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的日新月異，從原始時(shí)期的尋路、判別 方向，到后來的陸基導(dǎo)航，再到現(xiàn)在的全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，無不體現(xiàn)著人類 智慧的結(jié)品。衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)除了給人們?nèi)粘Ｉ钐峁┍憷?，還在科技、經(jīng)濟(jì)、 軍事領(lǐng)域發(fā)揮著不可替代的作用，它已經(jīng)漸漸成為衡量一個(gè)國家綜合實(shí)力的標(biāo)準(zhǔn)。美國的海軍導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)人造地球衛(wèi)星的出現(xiàn)，令各國的軍事部門如臨大敵，紛紛繃緊神經(jīng)。1958 年

2、末，美國海軍為了給北極星核潛艇在遠(yuǎn)海中提供全球性導(dǎo)航定位，委托霍普金 斯大學(xué)應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室開始研制一種新的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，即美國海軍衛(wèi)星導(dǎo)航系 統(tǒng)(Navy Navigation Satellite System,簡稱NNSS)。由于該系統(tǒng)的衛(wèi)星通過 地極，即沿地球的子午圈軌道運(yùn)行，因此又被稱為子午(TRANSIT)衛(wèi)星導(dǎo)航系 統(tǒng)。從1959-1961年這3年時(shí)間里，研究人員先后共發(fā)射了 9顆實(shí)驗(yàn)性子午衛(wèi) 星。通過無數(shù)的努力，經(jīng)過反復(fù)的驗(yàn)證研究，1964年，系統(tǒng)終于建成并正式投 入使用。該系統(tǒng)由分布在6個(gè)軌道面上的6顆工作衛(wèi)星構(gòu)成，衛(wèi)星平均高度為1 000 km，衛(wèi)星運(yùn)行周期約為108 min。

3、TRANSIT衛(wèi)星系統(tǒng)采用的是多普勒定位原 理，起初主要為北極星核潛艇提供服務(wù)，之后逐步發(fā)展到各種船舶的導(dǎo)航。盡管 該系統(tǒng)衛(wèi)星數(shù)目少，運(yùn)行高度低，觀測衛(wèi)星的時(shí)間間隔長，但它仍然推動(dòng)了導(dǎo)航 這一新興領(lǐng)域的快速發(fā)展，開啟了星基導(dǎo)航定位系統(tǒng)這一新篇章。蘇聯(lián)的TSICADA受到美國TRANSIT系統(tǒng)的啟發(fā)，前蘇聯(lián)立即著手開發(fā)自己的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。 1965年，前蘇聯(lián)建立了與TRANSIT相似的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。該系統(tǒng)也由6顆衛(wèi)星 構(gòu)成星座，高1 000 km，有6個(gè)軌道面，衛(wèi)星運(yùn)行周期約為105 min。該系統(tǒng)主 要為前蘇聯(lián)軍方提供服務(wù)。美國的GPS20世紀(jì)60年代初，美國國防部(DOD)、國家航空航天局(

4、NASA)和交通部 (DOT)認(rèn)為子午系統(tǒng)無法滿足軍事和民用連續(xù)實(shí)施三維導(dǎo)航的迫切需求，更無 法滿足高動(dòng)態(tài)用戶的精密導(dǎo)航要求。他們希望能有這樣一個(gè)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)一一可 以實(shí)現(xiàn)全球覆蓋、全天候工作，可以為高動(dòng)態(tài)用戶提供服務(wù)，并且擁有較高的精 度。1973年末，美國國防部決定將陸?？杖姺N的研制工作統(tǒng)一起來，研制新 一代的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，這就是我們現(xiàn)在所說的“導(dǎo)航衛(wèi)星授時(shí)測距/全球定位系 統(tǒng)(Navigation Satellite Timing and Ranging/Global Positioning System)， 即GPS。這個(gè)項(xiàng)目歷經(jīng)二十余年的研制，花費(fèi)百億美元。1993年末，GPS可以

5、進(jìn) 行初始運(yùn)行。此時(shí)，它由分布在6個(gè)軌道面的24顆衛(wèi)星組成。1995年初，GPS 全面投入正常運(yùn)行。前蘇聯(lián)的GLONASS為了應(yīng)對美國的GPS系統(tǒng)，同時(shí)也為滿足本國軍事的需求，前蘇聯(lián)于1976 年頒布了一個(gè)建立GLONASS的法案。1982-10，前蘇聯(lián)發(fā)射了這個(gè)系統(tǒng)的第一顆 衛(wèi)星。在1988年召開的一個(gè)國際會(huì)議上，前蘇聯(lián)表示各國可以免費(fèi)使用GLONASS 系統(tǒng)的導(dǎo)航服務(wù)。前蘇聯(lián)解體后，1993年俄羅斯總統(tǒng)葉利欽發(fā)表演說，提到 GLONASS系統(tǒng)即將開始正式運(yùn)行，成為一個(gè)工作系統(tǒng)。19941996年，在這3 年時(shí)間里，俄羅斯逐漸發(fā)射衛(wèi)星，并將24顆衛(wèi)星星座全部布滿，至此總花費(fèi)達(dá) 數(shù)十億美元的G

6、LONASS系統(tǒng)正式投入使用。到2005年上半年為止，已先后發(fā)射 了 80余顆衛(wèi)星。歐盟和我國合作的“伽利略”導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)“伽利略”計(jì)劃是一種中高度圓軌道衛(wèi)星定位方案。“伽利略”衛(wèi)星導(dǎo)航定 位系統(tǒng)的建立計(jì)劃將于2007年底之前完成，2008年投入使用，總共發(fā)射30顆 衛(wèi)星，其中27顆衛(wèi)星為工作衛(wèi)星，3顆為候補(bǔ)衛(wèi)星。衛(wèi)星高度為24126公里， 位于3個(gè)傾角為56度的軌道平面內(nèi)。該系統(tǒng)除了 30顆中高度圓軌道衛(wèi)星外，還 有2個(gè)地面控制中心。“伽利略”系統(tǒng)將為歐盟成員國和中國的公路、鐵路、空 中和海洋運(yùn)輸甚至徒步旅行者有保障地提供精度為1米的定位導(dǎo)航服務(wù)，從而也 將打破美國獨(dú)霸全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的格局

7、。按計(jì)劃，首批兩枚實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星將于2005 年末和2006年發(fā)射升空。但實(shí)際情況卻是“伽利略”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于 計(jì)劃，到目前為止，“伽利略”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)仍然沒能夠?qū)崿F(xiàn)組網(wǎng)。我國的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)1983年，陳芳允首次提出了北斗計(jì)劃，1994年我國確立了北斗計(jì)劃。這一 系統(tǒng)將支持制圖、航天航空、導(dǎo)航、災(zāi)難應(yīng)急救助和國防等方面的應(yīng)用。2000-01， 我國發(fā)射了第一顆北斗衛(wèi)星，同年12月發(fā)射了第二顆。2003-05-25，我國在西 昌將第三顆“北斗一號”送入太空。這顆衛(wèi)星與前兩顆一起構(gòu)成了我國完整的衛(wèi) 星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，即北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，簡稱CNSS.北斗系統(tǒng)的成功建成，填補(bǔ)了我國星基導(dǎo)航定位領(lǐng)

8、域的空白，使我國成為繼 美國GPS和俄羅斯GLONASS后，世界上第三個(gè)建立成熟衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的國家。該 系統(tǒng)的建立，將對我國國防現(xiàn)代化和國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)有著重要的作用。2012-12-27, 北斗系統(tǒng)在繼續(xù)保留北斗衛(wèi)星導(dǎo)航試驗(yàn)系統(tǒng)有源定位、雙向授時(shí)和短報(bào)文通信服 務(wù)的基礎(chǔ)上，向亞太大部分地區(qū)正式提供連續(xù)無源定位、導(dǎo)航、授時(shí)等服務(wù)，民 用服務(wù)與GPS 一樣免費(fèi)。預(yù)計(jì)到2020年，將建成由5顆地球靜止軌道和30顆地 球非靜止軌道衛(wèi)星組網(wǎng)而成的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。僅有12年歷史的“北斗”系統(tǒng)，現(xiàn)已提供與美國GPS相當(dāng)?shù)膶?dǎo)航服務(wù)?！氨?斗”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)日前正式開始向亞太大部分地區(qū)提供服務(wù)，從而使得中國成為

9、為世界提供衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)服務(wù)的第三個(gè)國家?！氨倍贰毕到y(tǒng)目前可為亞太區(qū)域用戶提供高精度、高可靠的定位、導(dǎo)航和授 時(shí)服務(wù)，還具備短報(bào)文通信、差分服務(wù)等特色服務(wù)。此外，“北斗”系統(tǒng)還對中 國軍力起到倍增器的作用。源于對美國GPS的擔(dān)心。1991年海灣戰(zhàn)爭期間，美軍在猛烈空襲伊拉克的時(shí)候，開始在戰(zhàn)爭中應(yīng)用 GPS衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)。當(dāng)時(shí)，美軍戰(zhàn)機(jī)投下的武器只有10%使用了 GPS制導(dǎo)，但這 10%的GPS制導(dǎo)武器卻發(fā)揮了強(qiáng)大的作戰(zhàn)效能。依靠GPS系統(tǒng)，海灣戰(zhàn)爭中的美 軍曾創(chuàng)造過兩枚導(dǎo)彈先后攻擊同一目標(biāo)，且后一枚導(dǎo)彈通過前一枚導(dǎo)彈炸開的洞 口鉆入目標(biāo)內(nèi)部爆炸的“戰(zhàn)場奇跡”。在后期的阿富汗戰(zhàn)爭和伊拉克戰(zhàn)爭中，美軍

10、把GPS系統(tǒng)作為了戰(zhàn)場導(dǎo)航和通 信系統(tǒng)的主干，以及精確炸彈和導(dǎo)彈的最主要制導(dǎo)系統(tǒng)，并創(chuàng)造了很多戰(zhàn)爭奇跡。正是因?yàn)檫@幾場戰(zhàn)爭，使得中國軍方認(rèn)識(shí)到了現(xiàn)代化高科技戰(zhàn)爭的神奇魅力，充 分認(rèn)識(shí)到了 GPS系統(tǒng)對現(xiàn)代化戰(zhàn)爭的巨大影響力。目前美軍已經(jīng)列裝的很多導(dǎo)彈和精確制導(dǎo)炸彈，均加裝了 GPS制導(dǎo)模式，如 “聯(lián)合防區(qū)外發(fā)射武器”（JSOW）和“聯(lián)合直接攻擊彈藥”（JDAM），都采用 INS+GPS的復(fù)合制導(dǎo)體制。美海軍的“戰(zhàn)斧”式巡航導(dǎo)彈也不例外，加裝了 GPS 的“戰(zhàn)斧”導(dǎo)彈取消了以往的“地形匹配制導(dǎo)”模式，因而大大節(jié)省了制定攻擊 計(jì)劃的時(shí)間，還可以使其能從多個(gè)方向上攻擊目標(biāo)。甚至可以說，美軍每一種武

11、器如今離開了 GPS甚至都不能實(shí)施作戰(zhàn)或準(zhǔn)確命中目標(biāo)！資料顯示，美國GPS衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)有軍用（而且是專用）和民用（對世界開 放）之分，而且，民用GPS信號的精確度大大低于軍用GPS信號的精確度。美軍 的GPS軍用版只供美軍自己使用，即使盟軍也沒有例外，而其民用版可供全世界 使用。中國早期的GPS應(yīng)用，不管是軍方還是民間，和世界其他國家一樣，均使 用民用版GPS。為了提高各種武器的打擊精度，中國軍方在海灣戰(zhàn)爭后，在一些導(dǎo)彈中加裝 了民用版GPS作為制導(dǎo)系統(tǒng)，逐步具備了精確打擊能力。但民用版GPS最高定位 精度只有10米，雖然打擊精度相比其他制導(dǎo)提高不少，但是相比美軍使用的軍 用版來說，打擊精度相

12、差幾近10倍。而即便這樣，美軍也并不是沒有限制。和平時(shí)期，民用版GPS無論哪個(gè)國家 均可自由使用，但如果發(fā)生戰(zhàn)爭，美國就可能會(huì)根據(jù)戰(zhàn)爭對自己的國家利益影響 程度來確定誰可以繼續(xù)使用。如果是美國的敵對國家，為了限制其使用GPS進(jìn)行 導(dǎo)航和精確打擊，美國可以人為減弱或關(guān)閉GPS或加大民用碼的誤差，而美國軍 方自己在這一地區(qū)的使用卻不受任何影響！中國雖然大量使用GPS的民用版，但軍方一直對依靠美國GPS系統(tǒng)感到擔(dān)憂， 擔(dān)心美軍可能在沖突或緊急狀況下關(guān)停該系統(tǒng)。這事很快就有了例證。1996年臺(tái)灣的李登輝拋出“兩國論”，臺(tái)海局勢緊張，解放軍隨后展開一 次大規(guī)模軍演，向距離臺(tái)灣附近的東海海域發(fā)射了 3枚導(dǎo)彈，以示警告。發(fā)射的 第一枚導(dǎo)彈準(zhǔn)確命中目標(biāo)，就在所有人為這次成功歡呼的時(shí)候，緊接著發(fā)射的第 二枚和第三枚導(dǎo)彈突然無法追蹤，最終導(dǎo)致導(dǎo)彈大大偏離了原定的落點(diǎn)范圍。事后的軍