另起爐灶搞“北斗”

江曉原 黃慶橋 李月白

在當(dāng)今中國(guó)，大概多數(shù)人都知道GPS，因?yàn)樗裢◤V大、應(yīng)用廣泛，中國(guó)的車(chē)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(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)地球表面物體的精確定位，簡(jiǎn)稱衛(wèi)星定位導(dǎo)航系統(tǒng)。只是GPS由美國(guó)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(guó)主導(dǎo)，還在建設(shè)完善之中。

那么，在人們已經(jīng)習(xí)慣了使用GPS的時(shí)候，為什么中國(guó)還要下大本錢(qián)去搞“北斗”呢？

GPS與海灣戰(zhàn)爭(zhēng)

1991年海灣戰(zhàn)爭(zhēng)爆發(fā)時(shí)，美國(guó)GPS 系統(tǒng)尚在加緊建設(shè)中，還未完全建成，但美國(guó)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(guó)國(guó)防部長(zhǎng)理查德·切尼說(shuō)：“GPS對(duì)戰(zhàn)爭(zhēng)的勝利起到重要作用，伊拉克絕對(duì)不會(huì)想到，在沒(méi)有任何地形特征的情況下，我軍能夠勝利地橫穿西部沙漠?！盙PS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，特別是隱身戰(zhàn)機(jī)和巡航導(dǎo)彈幾乎也全部依靠GPS來(lái)選擇隱蔽的進(jìn)攻路線。也就是說(shuō)，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(zhēng)之后，美國(guó)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(wú)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(zhēng)中的巨大威力，給全世界以巨大的震撼。

開(kāi)發(fā)“北斗”的戰(zhàn)略意義

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

其實(shí)，美國(guó)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(tīng)還是有1萬(wàn)臺(tái)收音機(jī)接聽(tīng)，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(shuí)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(chǎng)，依托這套系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生新的國(guó)際性產(chǎn)業(yè)，美國(guó)本來(lái)就是超級(jí)大國(guó)，GPS免費(fèi)帶來(lái)的產(chǎn)業(yè)化和商業(yè)化顯然有利于美國(guó)。另外，GPS免費(fèi)會(huì)形成一股強(qiáng)大的國(guó)家軟實(shí)力，這顯然也是符合美國(guó)國(guó)家利益的。

如果我們貪圖省事和便宜，在中國(guó)的軍事系統(tǒng)上安裝美國(guó)的GPS，后果則是災(zāi)難性的。這是因?yàn)槊绹?guó)GPS開(kāi)放的只是民碼，而美國(guó)軍方使用的軍碼的定位精度比民碼高了10倍。更重要的是，萬(wàn)一跟美國(guó)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(guó)不停GPS，但給你發(fā)個(gè)欺騙碼，那么瞄準(zhǔn)美國(guó)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(guó)的GPS，誰(shuí)能保證美國(guó)未來(lái)不在GPS的使用上設(shè)置障礙？一旦與美國(guó)關(guān)系緊張，誰(shuí)能保證美國(guó)不在GPS的利用上刁難咱們？誰(shuí)能保證美國(guó)不會(huì)利用GPS搜集情報(bào)、竊取商業(yè)機(jī)密？所以說(shuō)，不管是中國(guó)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(guó)的GPS，一旦形成依賴，就會(huì)像吸毒者一樣無(wú)法自拔！后果自然也是災(zāi)難性的。因此，中國(guó)除了發(fā)展本國(guó)的衛(wèi)星定位導(dǎo)航系統(tǒng)，別無(wú)選擇。

“北斗”的前世與今生

中國(guó)人所熟知的“兩彈一星”工程中的“一星”，就是指人造衛(wèi)星，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”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(guò)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。

20世紀(jì)80年代初期，陳芳允（中國(guó)衛(wèi)星測(cè)量、控制技術(shù)的奠基人之一，中國(guó)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(lái)。1991年海灣戰(zhàn)爭(zhēng)是個(gè)重大轉(zhuǎn)折點(diǎn)，在美國(guó)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”）。當(dāng)時(shí)的中國(guó)既沒(méi)經(jīng)驗(yàn)又沒(méi)有錢(qián)，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(guò)GPS。

1990年以來(lái)，在GPS的反襯下，中國(guó)“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)，已是勢(shì)在必行。中國(guó)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(duì)于中國(guó)來(lái)說(shuō)，卻有著特殊的意義，因?yàn)樗刮覈?guó)成為繼美、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(guó)家。

中國(guó)的“北斗”經(jīng)略

與美國(guó)GPS首先用于軍事系統(tǒng)相同，中國(guó)“北斗”自然也首先用于中國(guó)的國(guó)防系統(tǒng)。畢竟，保家衛(wèi)國(guó)是“北斗”的第一要?jiǎng)?wù)。

在政府激勵(lì)政策的刺激下，在中國(guó)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(guó)“北斗”衛(wèi)星定位導(dǎo)航系統(tǒng)“最后一公里”的應(yīng)用問(wèn)題注入活力。

亞太突破戰(zhàn)略、服務(wù)“一帶一路”是中國(guó)“北斗”走出去的一大亮點(diǎn)。中國(guó)“北斗”系統(tǒng)已經(jīng)打上去27顆衛(wèi)星，到2020年將打全35顆衛(wèi)星。目前，這些衛(wèi)星主要分布在以中國(guó)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(lái)，并已投入使用。東南亞國(guó)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(shuō)，對(duì)于亞太國(guó)家而言，“北斗”比GPS更有優(yōu)勢(shì)，用“北斗”比用GPS更加合算。

2014年5月巴基斯坦國(guó)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(guó)“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的首個(gè)海外組網(wǎng)項(xiàng)目，為巴基斯坦提供實(shí)時(shí)可靠的“北斗”高精度定位服務(wù)。這對(duì)于“北斗”系統(tǒng)走向國(guó)際化和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用都具有重大意義。

不管是國(guó)內(nèi)市場(chǎng)用戶還是國(guó)際市場(chǎng)用戶，使用“北斗”、GPS、“格洛納斯”等多個(gè)系統(tǒng)，減少對(duì)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(guó)“北斗”能夠與GPS 爭(zhēng)鋒的關(guān)鍵所在。

（摘自《今天讓科學(xué)做什么？》復(fù)旦大學(xué)出版社 圖/陳明貴）