9月17日,,新華網(wǎng)報(bào)道,,記者從首屆衛(wèi)星應(yīng)用國際博覽會(huì)上了解到,,我國北斗三號(hào)全球定位系統(tǒng)正式啟動(dòng)建設(shè),,計(jì)劃今年底將發(fā)射四顆全球組網(wǎng)衛(wèi)星,。
北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是中國正在實(shí)施的自主發(fā)展,、獨(dú)立運(yùn)行的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),,可以在全球范圍內(nèi)全天候,、全天時(shí)為各類用戶提供高精度,、高可靠定位、導(dǎo)航,、授時(shí)服務(wù),,并具有獨(dú)特的短報(bào)文通信功能,。
北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)副總設(shè)計(jì)師冉承其表示:“我們正在建設(shè)的北斗三號(hào)系統(tǒng),它除了全球覆蓋以外,,在性能上,、系統(tǒng)的可靠性上,還會(huì)有大的提高,。從定位精度來講,,會(huì)在現(xiàn)有系統(tǒng)性能提高一到兩倍?!?/p>
中國為什么要耗時(shí)耗力的發(fā)展北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),?期間是怎么與歐美日進(jìn)行博弈的?中國的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)究竟發(fā)展的怎樣,?這篇文章講清楚了,。
國際上有一個(gè)高大上的俱樂部,它只有四個(gè)會(huì)員,,卻吸引了各國首腦的關(guān)注和眾多頂級(jí)科學(xué)家工程師的研究,,這個(gè)俱樂部就是GNSS(全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)),四個(gè)會(huì)員分別是美國GPS,、歐洲伽利略GALILEO,、俄羅斯格洛納斯GLONASS、中國北斗COMPASS,。
中國北斗是個(gè)新會(huì)員,,同時(shí)也是發(fā)展勢頭最猛的會(huì)員,北斗是咋回事,?對我們的生活有什么影響,?這是一個(gè)很有意思的話題。關(guān)于北斗,,學(xué)術(shù)期刊上的文章有很多了,,但專業(yè)文章的術(shù)語太多,普通人讀不懂,,而且也不會(huì)有興趣去讀,。
媒體和網(wǎng)絡(luò)上也有一些介紹性的文章,多數(shù)是彰顯政府成就的宣傳稿,,內(nèi)容比較零散,,不便于讀者全面了解,而且很多文章的說法并不準(zhǔn)確,,顯然是非專業(yè)人士寫的,。科技報(bào)道不是由科技人士撰寫,而是文科出身的記者捉筆,,這種現(xiàn)象是國內(nèi)科技報(bào)道的痼疾。
因?yàn)閷I(yè)的原因,,我一直關(guān)注著北斗,,而且多年通信專業(yè)基礎(chǔ)課的教學(xué)實(shí)踐,培養(yǎng)了我將復(fù)雜的專業(yè)問題用通俗的語言描述出來的特長,。我利用了兩個(gè)月的業(yè)余時(shí)間,,查閱了大量公開發(fā)行的資料,梳理出了這篇全面介紹北斗衛(wèi)星的科普長文,。
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從GPS說起
1957 年10月4日,,蘇聯(lián)發(fā)射了全世界第一顆人造地球衛(wèi)星,開創(chuàng)了人類的空間世紀(jì),。美國對此密切關(guān)注,,有一位名叫比爾。蓋伊和數(shù)學(xué)家和一位叫喬治,。威芬巴赫的物理學(xué)家,,他們在霍普斯金的應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室里發(fā)現(xiàn)了一個(gè)現(xiàn)象,那就是這顆衛(wèi)星的頻率出現(xiàn)了偏移,,經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)是相對運(yùn)動(dòng)引起的多普勒頻移效應(yīng),。
這兩位科學(xué)家對此進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,發(fā)現(xiàn)如果在地面上架設(shè)多部接收機(jī),,就可以根據(jù)接收到的信號(hào)的不同頻差推算出這個(gè)衛(wèi)星的具體位置,,他們很高興地把這個(gè)研究成果告訴了實(shí)驗(yàn)室主任弗蘭克。麥克盧爾,,說他們已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了對蘇聯(lián)衛(wèi)星的多普勒定位跟蹤,。
弗蘭克主任當(dāng)時(shí)在做海軍的一項(xiàng)研究,研究內(nèi)容是五角大樓如何知道茫茫大海中軍艦的具體位置,,聽到兩位科學(xué)家的匯報(bào)后他眼前一亮,,既然你們能夠發(fā)現(xiàn)衛(wèi)星在哪里,如果把問題反過來,,衛(wèi)星就能發(fā)現(xiàn)你們在哪里,,海軍軍艦定位的問題有思路了!
GPS系統(tǒng)就按這種思路啟動(dòng)了,,方案中需要解決的第一個(gè)問題就是:衛(wèi)星該采用低,、中、高哪種軌道,?如果采用低軌道的話,,發(fā)射成本比較低,精度比較高,但若覆蓋全球的話則需要200顆衛(wèi)星,,這樣浩大工程實(shí)在是負(fù)擔(dān)不起,。
如果采用高軌道,理論上三顆衛(wèi)星就能覆蓋全球,,但除了高軌道衛(wèi)星的發(fā)射難度大之外,,更主要的是定位精度會(huì)很低,原因有兩個(gè):一是軌道太高會(huì)導(dǎo)致測量誤差大,,二是靜止軌道與地面物體的相對速度很小,,不利于使用多普勒頻移的解算方法。
中軌道是比較折衷的方案,,覆蓋全球只需要24-36顆衛(wèi)星,,由于軌道是運(yùn)動(dòng)的,即使地面的物體不動(dòng),,但相對衛(wèi)星的速度也很大,,這就可以充分利用多普勒頻移方法了。
基于以上綜合考慮,,美國選擇了24顆衛(wèi)星的中軌道星座,,1978年發(fā)射了第一顆,全系統(tǒng)在1995年投入運(yùn)行,,現(xiàn)有衛(wèi)星30顆,,分為軍用和民用兩種定位模式,其中民用方式向全球開放,。
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美國是不是活雷鋒,?
GPS是個(gè)好東西,對人們生活品質(zhì)的提升相當(dāng)大,,例如汽車和手機(jī)導(dǎo)航就非常重要,,人們告別了在紙制地圖上找路的歷史。GPS對于探險(xiǎn)航海就更重要了,,關(guān)鍵時(shí)刻可以救命,。這么好的東西,美國又投入了巨資,,居然向全世界免費(fèi),,難道美國政府是活雷鋒?
其實(shí)即使GPS不免費(fèi)那也收不上來錢,,為啥這樣說呢,?因?yàn)镚PS是單向通信體制,這跟廣播電視塔類似,。廣播電視塔大家都知道,,它只管發(fā)射信號(hào),,到底有1個(gè)收音機(jī)聽還是1萬個(gè)收音機(jī)聽,廣播電視塔是不知道的,,GPS系統(tǒng)也是如此,,30顆衛(wèi)星只管不停地向地面發(fā)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,那還怎樣收錢,?
通過售賣高價(jià)解碼芯片來收錢行不行?答案是不行,,因?yàn)镚PS采用的是只發(fā)不收的單向通信機(jī)制,,這對加密傳輸來說是先天的障礙,即使搞了加密,,沒幾天就會(huì)被破解了,,尤其是民碼還要求簡單易用,接收設(shè)備要求成本低廉,,這對加密來說就更加困難了,。
如果GPS免費(fèi),則一定會(huì)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),,同時(shí)會(huì)形成一股強(qiáng)大的國家軟實(shí)力,所以說GPS免費(fèi)是符合美國國家利益的,。
GPS 免費(fèi)對全世界的民生來說是個(gè)福利,,但在軍事方面卻是個(gè)挑戰(zhàn),美國敵對國家的軍機(jī)戰(zhàn)艦上當(dāng)然也可以安裝,,美國人也禁止不了,,這對美國是不是一個(gè)威脅呢?其實(shí) GPS開放的只是民碼,,精度比美國軍方使用的軍碼差了十倍,,先天就挫了一大截。更重要的是,,萬一跟美國打起了仗,,人家把GPS民碼給你一停,你已經(jīng)很依賴 GPS了,,甚至連指南針都丟了,,這可就抓瞎了。如果美國不給你停GPS,,而是發(fā)個(gè)欺騙碼,,瞄準(zhǔn)美國的導(dǎo)彈就可能飛到自己的陣地上,,這更加可怕。
所以說,,他國的軍備絕不能使用美國的GPS,,一旦形成依賴就會(huì)像吸毒者一樣無法自拔,必須要發(fā)展本國的定位導(dǎo)航系統(tǒng),。當(dāng)然,,發(fā)展本國的定位導(dǎo)航系統(tǒng)也只是少 數(shù)大國的權(quán)利,至于泰國墨西哥等小國家其實(shí)是不必操這個(gè)心的,,因?yàn)槿蚨ㄎ粚?dǎo)航系統(tǒng)實(shí)在是太浩大,,綜合國力微弱的小國家們根本就造不起,還是老老實(shí)實(shí)地繼 續(xù)用GPS吧,,這倒也省心,。
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北斗一代的由來
中國是個(gè)有抱負(fù)的大國,在定位導(dǎo)航衛(wèi)星這事上可不能圖省心,,實(shí)際上從上個(gè) 世紀(jì)70年代就已經(jīng)開始鬧心了,,七五規(guī)劃中提出了“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,。研究、論證,、再研究,、再論證……從來就沒有停止過。
80年代初期,,以“兩彈一星”元?jiǎng)壮煞荚试菏繛槭椎膶<覉F(tuán)體提出了雙星定位方案,,這是當(dāng) 時(shí)公認(rèn)的最優(yōu)方案,但因經(jīng)濟(jì)條件等種種原因又?jǐn)R置了十年,。1991年是個(gè)重大轉(zhuǎn)折點(diǎn),,海灣戰(zhàn)爭把中國人打醒了,美國的GPS在作戰(zhàn)中的應(yīng)用非常成功,,決策層深刻意識(shí)到以后打仗沒這東西是真的不行,,被擱置十年的雙星定位方案于是馬上啟動(dòng)。
為啥不像美國那樣搞30顆衛(wèi)星的系統(tǒng)呢,?當(dāng)時(shí)的國情是 又沒經(jīng)驗(yàn)又沒錢,,剛起步可得悠著點(diǎn),從小打小鬧開始吧,,上來就玩大的容易搞砸鍋,。一定會(huì)有網(wǎng)友問,,在空間中三個(gè)坐標(biāo)才能定位,兩顆衛(wèi)星不夠用???這是個(gè)好問題,雙星定位方案中有個(gè)高度儀,,用戶需要自測高程,,并將結(jié)果作為第三個(gè)坐標(biāo),這就好比是在地球中心裝了一個(gè)虛擬的衛(wèi)星,,這就實(shí)現(xiàn)了三星定位,。那為什么不 干脆發(fā)射三顆衛(wèi)星呢?原因很簡單,,高度儀很便宜,,這個(gè)方案更省錢。
只有兩顆星,,當(dāng)然不能像美國GPS那樣搞中軌道的,軌道低了覆蓋面就小,,兩顆中軌道衛(wèi)星多數(shù)時(shí)間會(huì)在中國上空以外的地方飛行,,那中國大陸還咋用呢?因此只能搞高軌道的,,而且還得是靜止的,,這樣才能妥妥地停在中國大陸的上空。
靜止高軌道是雙星定位的必須選擇,,從技術(shù)上講這毫無疑問是正確的,,但卻埋下了性能不強(qiáng)的隱患,這就是要談的下一個(gè)問題,,北斗一代被詬病,。
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北斗一代被詬病
MH370 失聯(lián)后出現(xiàn)了很多科普,令公眾熟悉了多普勒效應(yīng)這個(gè)名詞,,那多普勒效應(yīng)對衛(wèi)星來說到底是好事還是壞事呢,?這要看是哪一種衛(wèi)星,多普勒效應(yīng)對導(dǎo)航定位衛(wèi)星來 說是好事,,因?yàn)樾l(wèi)星相對地面物體被測物體的相對速度越大,,多普勒效應(yīng)越明顯,定位就會(huì)更加準(zhǔn)確,,這甚至是定位導(dǎo)航衛(wèi)星的核心原理基礎(chǔ),。
但是,多普勒效應(yīng)對通信衛(wèi)星來說就是壞事了,,因?yàn)轭l率偏移會(huì)導(dǎo)致通信失敗,,必須得做修正,。例如位于印度洋上空的亞太國際通信衛(wèi)星就是相對地面固定的,失聯(lián)的 MH370在最后階段發(fā)出的7次探尋信號(hào)被這顆衛(wèi)星測出了頻率偏移,,這本來是要被修正掉的數(shù)據(jù),,沒想到這卻成了推測飛機(jī)航跡的唯一證據(jù)。用一句話總結(jié)就 是:用通信衛(wèi)星干了定位衛(wèi)星的活,,把本來是壞事的多普勒效應(yīng)變成了好事,。
既然中國的這兩顆衛(wèi)星是靜止軌道的,自然可以與國際通信衛(wèi)星一樣完成通信任務(wù),,于是既能定位又能通信就被設(shè)計(jì)成為了北斗一代的技術(shù)特點(diǎn),,而GPS等其它定位導(dǎo)航系統(tǒng)都是不支持通信功能的。
美國GPS不具備北斗這樣的通信功能,,這真不能說人家技術(shù)落后,,因?yàn)槿思业男l(wèi)星系統(tǒng)是各司其職的,定位衛(wèi)星和通信衛(wèi)星兩套系統(tǒng)的性能都很優(yōu)異,。而中國北斗一代是身兼兩職,,聽起來功能更加全面,其實(shí)是中國把定位衛(wèi)星打到了通信衛(wèi)星的軌道上,,自然能收獲了通信這個(gè)副業(yè),。
畢竟定位才是北斗一代的主業(yè),大部分的信道資源都必須讓給定位數(shù)據(jù)的傳送,,所以留給通信的信道資源就很少,,它無法完成實(shí)時(shí)的話音通信,只能完成短信功能,。
由于這兩顆星的軌道很高,,導(dǎo)致了地面被測物體與衛(wèi)星的相對速度很低,于是多普勒效應(yīng)就不明顯,,其定位精度自然遠(yuǎn)遠(yuǎn)比不過GPS,。因此雖然官方宣傳的北斗一代 既能通信又能定位是獨(dú)特優(yōu)勢,其實(shí)是通信功能比國際海事衛(wèi)星差得多,,定位功能比GPS衛(wèi)星差得多,,通信和定位雖說啥都能干,但啥性能都不行,。
平心而論,,北斗一代已經(jīng)達(dá)到了設(shè)計(jì)指標(biāo),工程是非常成功的,,畢竟就只有兩顆星嘛,,咋能跟幾十顆的海事通信衛(wèi)星和GPS衛(wèi)星相比呢,好比是你花了800塊買了部雙卡雙待的山寨機(jī),,罵它不如蘋果手機(jī)好,,這其實(shí)并不公平,。
不妨做個(gè)假設(shè),假如沒有國際海事衛(wèi)星和GPS衛(wèi)星的話,,那既能定位又能通信的北斗一代就是光芒四射的,,但問題是北斗一代問世時(shí),這兩種衛(wèi)星系統(tǒng)已經(jīng)相當(dāng)成熟 了,,在它們的對比之下,,北斗一代簡直就是一坨翔,而且是國家花了大價(jià)錢造出的一坨翔,,當(dāng)然是各種被罵,,研發(fā)人員們灰頭土臉不敢吭氣。
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與伽利略計(jì)劃的姻緣
北斗一代的使用體驗(yàn)比較差,,那該咋往下走呢,?這時(shí)中國看上了歐洲的伽利略計(jì)劃,這是歐洲國家聯(lián)合搞的全球定位導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)計(jì)劃,,因?yàn)檫@個(gè)項(xiàng)目實(shí)在是太燒錢,,歐洲單個(gè)國家誰都搞不起,但又不能不搞,,雖然歐洲國家跟美國關(guān)系很好,,但也不能把國家安全都系在美國政府身上。
歐洲有技術(shù)但缺錢,,于是他們瞄上了土豪中國,中國正因?yàn)楸倍芬淮唤o力而發(fā)愁呢,,自然是一拍即合,,據(jù)報(bào)道稱中國加入了伽利略技術(shù),并且很大方的拍了兩個(gè)億的入伙費(fèi),。但中國越來越覺得不對勁,,歐洲居然把日本和印度也拉入伙了,他們出的錢少但權(quán)利不少,,這不是把中國當(dāng)作冤大頭了嗎,?多出點(diǎn)錢倒不是問題,關(guān)鍵在于這兩個(gè)國家本來是我們在軍事上要防備的,,難道要跟他們在國防方面使用相同的系統(tǒng),?中國發(fā)現(xiàn)苗頭不對,下定決心后就咔嚓地退出了,,退出后自己單干,,開始發(fā)展北斗二代。
北斗二代計(jì)劃在2020年前發(fā)射35顆衛(wèi)星,,形成全球性的定位導(dǎo)航系統(tǒng),,比GPS還多5顆,。多出的這5顆是在赤道上空的靜止高軌道衛(wèi)星,主要是完成短信任務(wù)的,,其它30顆跟美國GPS的30顆一樣,,都是中軌道的運(yùn)動(dòng)衛(wèi)星。
北斗二代的規(guī)模與GPS相當(dāng),,申請的軌道和頻率與歐洲伽利略比較一致,,這就不可避免地遇到了衛(wèi)星軌道和頻率爭奪的問題。衛(wèi)星軌道和空間頻率是人類共有的資源,,那該如何分配呢,?國際規(guī)則是既不按國家來分,也不按人口來分,,而是誰先占了算誰的,。
先占先得的原則是西方發(fā)達(dá)國家制定的,他們認(rèn)為這是各國都有同樣機(jī)會(huì)的公平原則,,理由是:你有本事你也打衛(wèi)星啊,,我又沒攔著你,你不打是你自己的事,,如果你永遠(yuǎn)不打,,難道說軌道和頻率還要永遠(yuǎn)給你留著?這聽起來也有道理,,更關(guān)鍵的是,,即使你覺得沒道理,你也沒能力阻止發(fā)達(dá)國家占軌道和頻率,。
2005年伽利略計(jì)劃的第一顆衛(wèi)星上天了,,但并沒有開通,只是占了軌道但沒占頻率,,為啥沒開通呢,?原因是沒錢,開通需要花錢的,,歐洲手頭有點(diǎn)緊,。中國北斗二代的第一顆星也隨后上天了,而且上去就開通了,,這下就把軌道和頻率都占上了,,這為啥呢?這是因?yàn)橹袊徊铄X,。
歐洲伽利略那邊慢悠悠地?fù)v鼓,,而中國這邊的北斗一個(gè)接一個(gè)地不停打衛(wèi)星,后來還搞起了一箭雙星,而伽利略計(jì)劃和北斗二代有些頻率是重合的,,雙方都在國際電信 聯(lián)盟組織備案了,,誰先占上就算誰的,中國的快節(jié)奏把歐洲搞急眼了,,通過美國給中國施壓,,要求中國放慢腳步等等歐洲人民。
以前歐美國家憑借技術(shù)和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢搶占資源,,中國技術(shù)和經(jīng)濟(jì)不給力只能吃啞巴虧,,你們從來就沒謙讓過,現(xiàn)在憑什么要我謙讓,?中國不理會(huì)歐美的抗議,,按既定的節(jié)奏繼續(xù)打衛(wèi)星。
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亞太地區(qū)組網(wǎng)
雖然現(xiàn)在還沒有把35顆衛(wèi)星打全,,但亞太地區(qū)的北斗二代定位導(dǎo)航網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)建起來了,,并已投入了使用。GPS和北斗的中軌道運(yùn)動(dòng)衛(wèi)星都是30顆,,它們各在太空 上織就了一張網(wǎng),,GPS網(wǎng)眼最密處是在美國上空,北斗二代網(wǎng)眼最密處在中國上空,,為本土提供服務(wù)是第一要?jiǎng)?wù),,這個(gè)道理當(dāng)然很好理解。加拿大和墨西哥當(dāng)然會(huì) 選擇GPS,,而對于亞太國家來說,,北斗卻比GPS更有優(yōu)勢。
亞太國家認(rèn)識(shí)到了北斗的覆蓋優(yōu)勢,,中國政府也積極推動(dòng)北斗二代在亞太地區(qū)的應(yīng)用,,于是泰國、馬來西亞,、文萊、印度尼西亞,、柬埔寨,、老撾等國家派出了19名專家,于2014年7月來到中國考察北斗二代,,研究討論合作的事項(xiàng),。
第一站去的是武漢光谷北斗集團(tuán),參觀了中國最大的遙感衛(wèi)星地面接收站,,第二站去的是黃石,,參觀了建設(shè)中的中國-東盟北斗示范城,第三站參觀了北斗地球空間產(chǎn) 業(yè)國際學(xué)院,,第四站是參加“2014北斗技術(shù)與應(yīng)用國際培訓(xùn)班”,,在兩院院士李德仁領(lǐng)銜的武漢大學(xué)測繪遙感國家生點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室里連續(xù)學(xué)習(xí)了半個(gè)月,。
行程安排是很講究的,先帶他們參觀,,行程非常密集不容你思想懈怠,,一處更比一處高端大氣上檔次的北斗產(chǎn)業(yè)園區(qū),令他們的眼睛瞪得越來越大,,在內(nèi)心受到了震撼后,,再由國際知名科學(xué)家李德仁院士親自授課,解答你國使用北斗的所有疑問,,順便收獲了這些東盟專家的膝蓋,。
泰國專家表示,有些GPS衛(wèi)星的信號(hào)泰國收不到,,而北斗所有的衛(wèi)星信號(hào)都能接收到,,當(dāng)然要參加北斗的“天眼”計(jì)劃,而且泰國現(xiàn)在已建成了首批CORS(連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星定位服務(wù)綜合系統(tǒng)),。馬來西亞緊隨其后,,將成為北斗“天眼”的下一個(gè)落戶的國家。
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在漁業(yè)的應(yīng)用
北斗的首次成功應(yīng)用是2008年5月12日的汶川地震,,甭看我們平時(shí)的通信非常方便,,電話、短信,、互聯(lián)網(wǎng)等手段很多,,但其實(shí)都是高度依賴光纖和基站的,當(dāng)這 些基礎(chǔ)設(shè)施遭到大面積損壞時(shí),,你會(huì)發(fā)現(xiàn)QQ,、微信、微博,、短信……所有平時(shí)很方便的通信手段全都完蛋了,,除了靠吼之外簡直就沒有一點(diǎn)辦法。
那時(shí)候北斗還是一代系統(tǒng),,雖然因?yàn)樾阅苤笜?biāo)比不過GPS和海事衛(wèi)星而被罵出了翔,,但北斗一代在地震時(shí)卻發(fā)揮出了不受地面影響的優(yōu)勢,它的定位和短信能力充分 發(fā)揮了作用,,成為了救援指揮部隊(duì)和前線救援人員最得力的通信助手,,最大限度地保證了“72小時(shí)黃金搶救時(shí)間”的有效利用,彰顯了北斗服務(wù)民生的技術(shù)優(yōu)勢,。
遠(yuǎn)洋漁業(yè)是個(gè)充滿危險(xiǎn)的行當(dāng),,遇到風(fēng)險(xiǎn)時(shí)能得到及時(shí)得到救助非常重要,再節(jié)省的漁民都會(huì)備齊兩樣電子設(shè)備,一是GPS二是海事衛(wèi)星電話,,以便遇到風(fēng)險(xiǎn)時(shí)能及時(shí)求助,。
遇到風(fēng)險(xiǎn)需要求救,首先要用GPS定好位,,然后用海事衛(wèi)星電話通知岸上的救援隊(duì),,告訴他們我遇險(xiǎn)的GPS坐標(biāo),以便他們來救我,。當(dāng)然也有用電臺(tái)的,,但電臺(tái)的 可靠性不如海事衛(wèi)星電話,生死攸關(guān)時(shí)通不上可就抓瞎了,。但是,,養(yǎng)一部海事衛(wèi)星電話是很貴的,但為了關(guān)鍵時(shí)刻救命又不敢不養(yǎng),,很多漁民對此很糾結(jié),。
北斗二代在亞太地區(qū)布網(wǎng)后,漁民有了一個(gè)新選擇,,那就是裝北斗衛(wèi)星船載終端,,北斗的雙向短信功能在漁船救險(xiǎn)方面得到了完美應(yīng)用,遇到險(xiǎn)情后一鍵求救,,終端會(huì)自動(dòng)把附帶著定位信息的求救短信通過衛(wèi)星發(fā)給岸上的救援隊(duì),,實(shí)現(xiàn)了GPS+海事衛(wèi)星電話的功能,而且更加方便,。
那這個(gè)終端貴嗎,?政府大力推廣,將之列為安全機(jī)械設(shè)備,,享受農(nóng)機(jī)補(bǔ)貼政策,,政府額外拿出了1個(gè)億,免費(fèi)為遼寧,、山東,、浙江、海南的1萬艘漁船安裝的北斗終端,,后續(xù)再安裝的直接補(bǔ)貼九成,,漁民只需要象征性的出一成的錢就可以安裝。
海事衛(wèi)星電話很貴,,那北斗衛(wèi)星短信貴不貴呢?答案是一條三毛,!這是有史以來最便宜的衛(wèi)星短信了,,為啥這么便宜,有政府補(bǔ)貼唄,其實(shí)根本就沒考慮成本,,收費(fèi)是象征性的,。本來有專家建議免費(fèi),但怕漁民們沒事就發(fā)段子,,過于浪費(fèi)衛(wèi)星信道資源,,干脆就定一條三毛吧。
北斗衛(wèi)星的短信功能非常受歡迎,,根據(jù)浙江省2011年的統(tǒng)計(jì),,浙江漁民利用北斗衛(wèi)星發(fā)短信1300萬條,其中船與船互通604萬條,,船與手機(jī)互通696萬條,。
漁業(yè)省份在岸上大建基于北斗二代的漁業(yè)信息服務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施,通過衛(wèi)星給漁船發(fā)送實(shí)時(shí)的天氣,、海浪,、赤潮、魚汛消息,,甚至還有當(dāng)日漁市價(jià)格,,幫助漁民決定捕撈哪種魚,漁民在海上就可以把漁獲信息傳到岸上,,提前聯(lián)系好了賣家,。
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“兩客一危”與地基增強(qiáng)系統(tǒng)
“兩客一?!敝傅氖菑氖碌缆钒嗑€客運(yùn),、旅行包車、危險(xiǎn)貨物運(yùn)輸車,,這些都必須安裝電子定位裝置,,并將運(yùn)行信息及時(shí)接入到全國的聯(lián)網(wǎng)聯(lián)控系統(tǒng)中。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,,超速闖禁行等違規(guī)駕駛行為會(huì)自動(dòng)報(bào)警,這是一項(xiàng)保護(hù)人民生命安全的法規(guī),。
“兩客一?!钡姆秶€在擴(kuò)展,警車,、公務(wù)車,、校車也正在被納入到衛(wèi)星定位監(jiān)控系統(tǒng)之中,不僅僅是為了行車安全,,還要監(jiān)控公車私用,,車輛行駛路線清清楚楚,,數(shù)據(jù)妥妥地存在數(shù)據(jù)庫里,由不得司機(jī)遮掩狡辯,。
這種對特種車輛的衛(wèi)星監(jiān)控,,以前要求使用GPS,現(xiàn)在被政府明令要求必須使用北斗二代,。有些人為此質(zhì)疑過政府,,以前基于GPS的系統(tǒng)本來就能完成任務(wù),現(xiàn)在為了推廣國產(chǎn)北斗就來硬的,,這不是勞民傷財(cái)嗎,?
這真不是功民傷財(cái),而是有著長遠(yuǎn)規(guī)劃的必要措施,。中國正在籌劃搞北斗二代的地基增強(qiáng)系統(tǒng),,在路燈桿、信號(hào)塔等地方架設(shè)北斗設(shè)備,,形成北斗的地基增強(qiáng)系統(tǒng),,與天基的衛(wèi)星相互配合,可達(dá)到米級(jí)以下的實(shí)時(shí)定位精度,。
北斗二代的天基系統(tǒng)和地基系統(tǒng)一旦成功結(jié)合,,那大貨車就再也不敢長期占用超車道了,而以前的GPS定位精度是10米,,是無法區(qū)分車道的,。給孩子戴的定位手表會(huì)更加精準(zhǔn)和靈敏,定位信息不再是“在某地附近”,,而是精確到孩子站在哪塊地板磚上,。
地基增強(qiáng)系統(tǒng)是要與天基系統(tǒng)密切配合的,如果把這個(gè)遍及全國的國字號(hào)系統(tǒng)搭建在美國GPS的基礎(chǔ)之上,,那萬一人家收費(fèi)了呢,?或者把底層數(shù)據(jù)屏蔽了,那我們就被會(huì)卡了脖子,。我們已經(jīng)有了完全自主產(chǎn)權(quán)的北斗二代,,自家的地基增強(qiáng)系統(tǒng)當(dāng)然要跟自家的北斗二代配對。
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形變監(jiān)測與自動(dòng)駕考
北斗二代的用途非常非常多,,據(jù)統(tǒng)計(jì)有200多項(xiàng),,例如有一項(xiàng)就是形變監(jiān)測,專門對水壩,、大橋,、高速公路等巨大建設(shè)物的沉降和變形做測量。網(wǎng)友們一定會(huì)疑問,,北斗與GPS的精度都是10米,,咋能搞如此細(xì)致的活計(jì)呢,?這源于差分算法技術(shù)。
任何測量都是會(huì)有誤差的,,而把多次測量后的結(jié)果統(tǒng)計(jì)平均,就會(huì)有效地減少誤差,。衛(wèi)星定位的差分算法也是這個(gè)道理,,一次定位的精度是10米,但把成千上萬次的定位數(shù)據(jù)進(jìn)行合并處理,,就有可能得到更加精準(zhǔn)的結(jié)果,,甚至精確到毫米以下。
很顯然,,測量的次數(shù)越多和時(shí)間越長則精度就越高,,而建筑物的沉降和變形是緩慢的,正好可以利用這些特點(diǎn)來進(jìn)行高精度測量,。把北斗設(shè)備固定在建筑特上面,,令它自動(dòng)地接收定位信息,攢足了一個(gè)月的海量定位數(shù)據(jù)后進(jìn)行差分計(jì)算,,精度在毫米以下的定位數(shù)據(jù)就算出來了,,這比人工測量方便和準(zhǔn)確的多。
很多偏遠(yuǎn)監(jiān)測點(diǎn)是沒有手機(jī)信號(hào)的,,基于GPS的形變監(jiān)測必須得人工采集,,而使用北斗進(jìn)行形變監(jiān)測還有個(gè)好處就是數(shù)據(jù)可以直接通過北斗短信功能傳回基地,給它安個(gè)太陽能板就齊活了,,定位,、差分解算、數(shù)據(jù)回傳全部自動(dòng)化,。
在地面設(shè)施的配合下,,北斗的實(shí)時(shí)定位精度已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于GPS,現(xiàn)在已經(jīng)達(dá)到了80公里/小時(shí)情況下2厘米的精度,,這就給另一種業(yè)務(wù)提供了技術(shù)手段,,那就是基于北斗二代系統(tǒng)的無考官駕考。
現(xiàn)在的倒車入庫等駕考項(xiàng)目已經(jīng)有電子監(jiān)控了,,壓線就會(huì)報(bào)警,,但路考還得有考官。以后的全部駕駛課目考試可能被北斗系統(tǒng)全面取代,,在考試車上安裝北斗接收機(jī),,無論是倒庫還是路考,系統(tǒng)都會(huì)精確實(shí)時(shí)記錄車輛軌跡,,并自動(dòng)評(píng)分,,會(huì)比考官更嚴(yán)格和公正,。
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北斗二代的政府推廣
北斗二代是國字號(hào)工程,政府當(dāng)然會(huì)推廣,,但推廣的路子跟以前很不一樣了,。大約七八年前吧,手機(jī)上有了Wi-Fi功能,,而中國政府覺得這個(gè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不好,,于是 推出了國家自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的WAPI標(biāo)準(zhǔn),試圖以此取代Wi-Fi,。其實(shí)并不是只有中國這么干,,韓國也推出了自己的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)并抵制Wi-Fi。
Wi- Fi技術(shù)簡潔便于推廣,,這也是它風(fēng)靡全球的重要原因,,但它也有死穴,那就是單向的安全機(jī)制并不可靠,。前陣子3.15晚會(huì)上有帶眼罩的網(wǎng)絡(luò)安全人員現(xiàn)場表演 了劫持觀眾手機(jī)信息,,媒體也經(jīng)常刊登手機(jī)用戶接入免費(fèi)Wi-Fi導(dǎo)致?lián)p失的報(bào)道,,這都是Wi-Fi先天技術(shù)缺陷所致,。
中國的WAPI標(biāo)準(zhǔn) 是雙向安全認(rèn)證的,的確比Wi-Fi更安全,,政府為了推廣它而把行貨手機(jī)的Wi-Fi功能閹割了,,想要Wi-Fi功能的話只能買水貨手機(jī)。此舉引來很多人 的不滿,,但最終也沒擋著Wi-Fi的流行,,后來就低調(diào)放開了,行貨手機(jī)上也有了Wi-Fi,,而WAPI并沒有推廣開,,現(xiàn)在只是在軍隊(duì)等有保密要求的場所使 用。韓國政府抵制Wi-Fi的行動(dòng)也同樣地失敗了,。
中國政府在推廣北斗二代方面顯然有了新的思路,,不再用行政力量去限制其競爭技術(shù)了,而 是采用免費(fèi)或補(bǔ)助的方式來利誘,,事實(shí)證明這招更加有效,。例如漁船安裝北斗設(shè)備,政府并不禁止?jié)O民繼續(xù)使用GPS和海事衛(wèi)星電話,,而在給北斗設(shè)備提供大量補(bǔ) 助,,衛(wèi)星短信也只是象征性地收費(fèi),明顯北斗方案更劃算,,漁民當(dāng)然會(huì)裝北斗而棄用GPS和海事衛(wèi)星電話,。
北斗二代有200多項(xiàng)應(yīng)用,,需要全 社會(huì)的高科技企業(yè)去研究開發(fā),不斷提供更好的北斗產(chǎn)品,,這樣才能把北斗產(chǎn)業(yè)做大做強(qiáng),。中國已經(jīng)有了不少搞定位導(dǎo)航的高科技企業(yè),它們大多是搞GPS起家 的,,政府的科技部門請這些老總來開會(huì),,領(lǐng)導(dǎo)講話言簡意賅:歡迎各位繼續(xù)搞GPS的研究開發(fā),政府絕不會(huì)限制和干擾,,但如果搞北斗二代項(xiàng)目的話,會(huì)享受高科 技企業(yè)的免稅政策,,還會(huì)從某處得到支持資金,。
北斗二代的技術(shù)體制與GPS差不多,由GPS轉(zhuǎn)向北斗并不難,,政府劃下道了,,企業(yè)老總都是人精,紛紛表態(tài)要改道搞北斗項(xiàng)目,,政府的錢不拿白不拿,。被請來開會(huì)的還有高校教授,領(lǐng)導(dǎo)又說了,,政府有一筆北斗科研的經(jīng)費(fèi),,歡迎教授們來立項(xiàng),教授們也紛紛 表示要申請北斗科研項(xiàng)目,,誰忒么還傻乎乎地繼續(xù)研究GPS啊,,美國政府又不給錢。
領(lǐng)導(dǎo)又說了,,企業(yè)有資金設(shè)備的優(yōu)勢,,高校有人材技術(shù)的優(yōu) 勢,不如強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手,,把教授帶的研究生放在企業(yè)去做北斗科研,,由企業(yè)出場地出設(shè)備出資金,研究生搞出的成果除了供他們畢業(yè)拿學(xué)位,,還可作為該企業(yè)的技術(shù)創(chuàng) 新,。企業(yè)老總和高校教授都覺得這個(gè)主意不錯(cuò),于是在政府牽線下紛紛結(jié)起了對子,,領(lǐng)導(dǎo)管這個(gè)叫作北斗產(chǎn)業(yè)推廣聯(lián)盟,。
政府推廣新產(chǎn)業(yè)的路子變了,不再像推WAPI那樣強(qiáng)行閹割Wi-Fi了,,而是使用了利益杠桿,,企業(yè)老總和高校教授都得了利,,政府出面組建了產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟也是政績,三方都很高興,。
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國際電信聯(lián)盟
標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范是電信業(yè)的第一要?jiǎng)?wù),,國際電信聯(lián)盟就是負(fù)責(zé)制定國際電信規(guī)則和標(biāo)準(zhǔn)的國際組織,在信息化時(shí)代它的的地位越來越重要,。國際電信聯(lián)盟正在制定5G的關(guān)鍵 技術(shù),、頻率范圍和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),這是一件影響到全球電信業(yè)發(fā)展的大事,。除此之外,,它還接收各國的衛(wèi)星軌道和頻率的申請,并進(jìn)行備案和審批,,這個(gè)國際組織具有非常重大的影響力,。
20多年前中國政府選拔了一名優(yōu)秀的通信專業(yè)人士到國際電信聯(lián)盟工作,他數(shù)十年如一日地勤懇工作,,業(yè)績斐然受人尊重,,并一直干到了副秘書長的職位,并在新一屆選舉中成功地當(dāng)選了秘書長,,他就是趙厚麟,。
趙 厚麟2015年1月1日正式上任國際電信聯(lián)盟秘書長,1月26日就被李克強(qiáng)接見了,,公開報(bào)道的都是官樣套話,,什么國際電信聯(lián)盟會(huì)支持中國的信息化發(fā)展啥 的,但李總理會(huì)見他肯定不是為了說幾句客套話,,想必是有事要交代,,據(jù)我猜測最有可能的是要求趙厚麟在兩件事上大力支持中國,一是5G二是北斗,。
趙厚麟雖然是中國人,,但他所在的組織是為全世界服務(wù)的,在國際電信聯(lián)盟官方網(wǎng)站的領(lǐng)導(dǎo)人介紹中,,他們的履歷沒有國籍這一項(xiàng),,有的只是出生地,趙的出生地是江蘇,。
有個(gè)江蘇人在統(tǒng)管衛(wèi)星軌道和頻率的國際組織當(dāng)一把手,,即使我們不走后門不要特權(quán),起碼也不會(huì)像以前那樣吃啞巴虧了,,這當(dāng)然是一件好事,。中國政府對北斗二代的 決心很大,搞這種國字號(hào)工程的財(cái)力很足,對內(nèi)的推廣政策很有成效,,對外積極談合作已有成果,,還有國際電信聯(lián)盟的支持,占盡了天時(shí)地利人和,,預(yù)計(jì)5000億 的新產(chǎn)業(yè)正在浮出水面,,北斗二代的前景非常樂觀。