中國為什么要研制北斗衛星系統？北斗三號有啥不同？

　　8月31日下午，在廣州無(wú)線(xiàn)電集團主辦的新一代信息產(chǎn)業(yè)論壇上，年近九旬的中國科學(xué)院院士孫家棟提前離場(chǎng)?，F場(chǎng)數百名北斗導航技術(shù)工程師集體起立，用持續數分鐘的掌聲歡送這位老人。

　　從“東方紅”衛星開(kāi)始，中國航天事業(yè)的每一次大發(fā)展，幾乎都有著(zhù)孫家棟的身影。這位中國人造衛星和深空探測技術(shù)的主要開(kāi)創(chuàng )者，備受航天從業(yè)者的敬重。衛星導航是孫家棟近十年的主攻領(lǐng)域之一。短短十余年，中國的北斗導航系統實(shí)現從無(wú)到有，并投入產(chǎn)業(yè)化。孫家棟因其貢獻被譽(yù)為“北斗之父”。

　　時(shí)間進(jìn)入2017年下半年，全球衛星導航格局風(fēng)云涌動(dòng)，中國按計劃開(kāi)啟覆蓋全球的“北斗三號”工程，日本、印度等國也加緊了區域性導航衛星的發(fā)射。就在過(guò)去的8月份，中國和俄羅斯進(jìn)行了衛星導航系統的聯(lián)合在軌試驗，跨出合作的重要一步。

　　論壇間隙，21世紀經(jīng)濟報道記者就當前衛星導航熱點(diǎn)問(wèn)題，專(zhuān)訪(fǎng)了孫家棟。孫家棟強調，時(shí)間、空間信息是國民經(jīng)濟不可或缺的基礎設施，中國必須掌握自主可控的衛星導航技術(shù)。在自主可控的基礎上，中國的北斗導航技術(shù)需要探索和GPS等其它衛星導航系統的兼容和互相操作，以增加定位精度和服務(wù)質(zhì)量，以推動(dòng)地面應用的發(fā)展。

　　《21世紀》：中國為什么要研制北斗衛星導航系統?

　　孫家棟：衛星導航、通信、遙感是航天技術(shù)運用的三個(gè)主要領(lǐng)域。在人們日常生活和國民經(jīng)濟建設當中，總需要不斷地問(wèn)“在哪里”、“什么時(shí)間”兩個(gè)問(wèn)題，人類(lèi)90%以上的信息都與時(shí)間、空間相關(guān)。衛星導航技術(shù)的作用就是給人類(lèi)提供時(shí)間坐標和空間坐標。時(shí)空信息深入到人類(lèi)生產(chǎn)生活的各個(gè)領(lǐng)域，跟用水用電一樣不可或缺，是國民經(jīng)濟的重要基礎設施。就像停水停電影響城市生活一樣，衛星導航服務(wù)一旦失效，國家的經(jīng)濟運行就要受到很大的影響。在日常的運作中，天上的衛星也有可能出現這樣那樣的毛病，影響到地面的導航服務(wù)。因而，中國需要掌握自主、獨立、可控的衛星導航技術(shù)。

　　目前，美國的GPS系統研發(fā)較早，已經(jīng)覆蓋了全球。但許多國家已看到了自主可控的問(wèn)題，除中國外，俄羅斯、歐盟都在搭建全球性衛星導航系統，形成了衛星導航的“四大家族”。日本、印度也加緊搭建自己的區域性衛星系統。(記者注：近日，日本成功發(fā)射第三顆導航衛星“引路”3號;印度亦試圖發(fā)射全球定位衛星IRNSS-1H，以替代在軌的一顆故障衛星，但發(fā)射失敗。)

　　必須要強調的是，要獨立自主掌握衛星導航技術(shù)是有很大的難度的。中國的航天事業(yè)起步很早，但為什么直到(上世紀)90年代才開(kāi)始搞衛星導航?這是因為衛星導航系統網(wǎng)絡(luò )龐大，需要技術(shù)的積累。一旦建起來(lái)以后，用戶(hù)量是相當大的，別說(shuō)停機，瞬間的使用效率不好都不行。不僅僅是建起來(lái)就完事了，要不斷地發(fā)展。這需要付出上千億的經(jīng)濟代價(jià)，也體現了國家的決心。

　　2012年，我國區域性的“北斗二號”完成衛星組網(wǎng)，目前正在搭建全球覆蓋的“北斗三號”。

　　按照計劃，“北斗三號”衛星的發(fā)射采取“一箭雙星”的辦法。今年下半年發(fā)射3-4次，對應的衛星數目就是6-8顆。我國航天系統有很?chē)栏竦馁|(zhì)量把關(guān)制度。“北斗三號”的衛星研制生產(chǎn)工作都按照計劃在正常運行。我在想，衛星的生產(chǎn)一步一步走來(lái)，今年有可能保持三次以上的發(fā)射的。

　　《21世紀》：從8月初開(kāi)始，中國和俄羅斯專(zhuān)家進(jìn)行了兩國導航衛星的聯(lián)合在軌試驗，用兩周時(shí)間研究評估北斗和格洛納斯系統沿“絲綢之路經(jīng)濟帶”的導航條件。如何評價(jià)這次中俄合作試驗對中國北斗產(chǎn)業(yè)、對全球衛星導航格局的影響?

　　孫家棟：在逐步建立自主的衛星導航系統后，我國還要回答一個(gè)問(wèn)題，就是對GPS、其它衛星導航系統要有什么樣的態(tài)度。

　　總的思想是“兼容”，是不排斥。衛星導航產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵，在于地面技術(shù)的應用。世界各大衛星導航系統都很重視地面應用。對地面應用來(lái)說(shuō)，信息數據量越大，處理精度就越高;信息來(lái)源越多可靠性就越強。比較理想的情況是，信息源中有自主可控的，地面導航設備平時(shí)接收多種信息源，實(shí)現高精度定位服務(wù);一旦某顆衛星因正常調試或工作故障而出現錯誤信號，導航設備能夠第一時(shí)間剔除錯誤信號，保障正常工作;如果遭遇特殊情況，自主可控的信息源也能保障基本的時(shí)空信息服務(wù)。

　　這次中俄合作試驗，主要是要測試北斗和格洛納斯兩個(gè)系統的兼容和互相操控問(wèn)題。實(shí)際上，GPS、北斗、格洛納斯、伽利略四大平臺的交流還是比較緊密的。這四個(gè)導航系統在軌衛星加起來(lái)，(幾年后)將達到120顆左右。這也意味著(zhù)許多國家上空，同時(shí)有20-30顆衛星。如果這四個(gè)系統能很好地兼容，可想而知地面應用設備的定位質(zhì)量將精準到什么程度。衛星的兼容，涉及頻譜、軌道的協(xié)調，相當于商量你走這條車(chē)道、我走那條車(chē)道，目前協(xié)調起來(lái)難度還不是很大;但互相操作顯得有些復雜，與獨立自主有一定沖突，不太容易協(xié)調。

　　具體到中俄專(zhuān)家的聯(lián)合試驗，技術(shù)交流對中國和俄羅斯都有好處。相比較而言，中國的電子元器件發(fā)展比俄羅斯走得前一些;而俄羅斯有著(zhù)很強的航天科技基礎，又是橫跨亞歐大陸的大國，中俄合作可以讓北斗系統掌握更多的地面基站信號源，從而提高導航的精度。這對我國推廣“一帶一路”倡議、服務(wù)“一帶一路”沿線(xiàn)國家是比較有利的。我國正在搞覆蓋全球的“北斗三號”工程，服務(wù)“一帶一路”沿線(xiàn)國家將是未來(lái)我國北斗導航系統發(fā)展的主要方向之一。