让“北斗卫星”导航我们的安宁

广元市科普作家协会     高 戈

    国际上有一个高大上的俱乐部——GNSS（全球导航卫星系统）。它只有四个会员：美国GPS、欧洲伽利略GALILEO、俄罗斯格洛纳斯GLONASS和中国北斗COMPASS。

    “北斗”是咋回事？对我们的生活有什么影响？这是一个很有意思的话题。

    为方便大家了解“北斗”，我们先从GPS说起。

    1957年10月4日，苏联发射了全世界第一颗人造地球卫星，开创了人类的空间世纪。美国对此密切关注，有一位名叫比尔．盖伊的数学家和一位叫乔治.威芬巴赫的物理学家，他们在霍普斯金的应用物理实验室里发现了一个现象，那就是这颗卫星的频率出现了偏移，经研究发现是相对运动引起的多普勒频移效应。

    这两位科学家对此进行了实验研究，发现如果在地面上架设多部接收机，就可以根据接收到的信号的不同频差推算出这个卫星的具体位置，他们很高兴地把这个研究成果告诉了他们的上司，说他们已经实现了对苏联卫星的多普勒定位跟踪。

    听到两位科学家的汇报后，这位上司眼前一亮。说，既然你们能够发现卫星在哪里，如果把问题反过来，卫星就能发现你们在哪里，海军军舰定位的问题有思路了！

    GPS系统就按这种思路启动了，经过轨道研究和比较，覆盖全球需要24—36颗卫星，就可以充分利用多普勒频移方法定位了。因此，1978年发射了第一颗卫星，从1995年投入运行，美国现有卫星30颗，分为军用和民用两种定位模式，其中民用方式向全球开放。

    海湾战争暴发后，GPS定位对中国是个极大的启事：中国的卫星导航定位计划正快马加鞭地研究、论证、再研究、再论证之中……一句话，中国必须搞出自己的卫星导航系统。因此“北斗”导航系统应运而生。

    80年代初，以“两弹一星”元勋陈芳允院士为首的专家团队提出了“双星定位”方案，这在当时算最优方案。但因经济条件等原因被搁置了十年。直到1991年海湾战争把中国人打醒后，被搁置下来的双星定位方案才得以重新启动。

    中国当初为啥不像美国搞24—30颗卫星系统呢？但中国的北斗一代搞出来的“两星”导航不够用啊？而且定位精度比较差，那该咋往下走呢？

    恰在那时，中国看上了欧洲的“伽利略”计划。但“伽利略”计划实在太烧钱，欧洲单个国家搞不起来。可中国也正在为北斗一代的定位不给力而发愁呢，于是，中欧双方通过谈判一拍即合，中国加入了伽利略导航的合资合作，投了两个亿的合作费。但欧洲却把日本和印度也拉入了伙。中国发现苗头不对，下决心退了出了，开始发展自己的北斗二代。

    北斗二代计划在2020年前发射35颗卫星，形成全球性的定位导航系统，比GPS还多出5颗卫星。多出的这5颗卫星是在赤道上空静止的高轨道卫星，主要是完成短信任务，其它30颗跟美国GPS的30颗一样，都是中轨道的运动卫星。

    虽然中国现在还没把35颗卫星全部入轨，但亚太地区的北斗二代定位导航网络已经建立了起来，并开始在亚太投入了使用。“北斗”和GPS各自在太空织就了一张网，但对亚太国家来说，北斗却比GPS更有优势。

    中国“北斗”导航首次成功应用是在2008年5月12日汶川地震之后。当时QQ、微信、微博、短信…等通信手段几乎全都断了线，北斗成了当时唯一的“千里眼”。

    此后，在“北斗”导航的实际运用中，其双向短信功能在渔船救险方面得到了完美的应用体现，遇到险情后一键求救，终端会自动把附带着定位信息的求救短信通过卫星发给海上救援队，实现了GPS+海事卫星电话的功能。

    据专家介绍，北斗二代的用途非常非常多，初步统计有200多项。2011年，在浙江渔民的试用中，利用北斗卫星发短信1300万条，其中船与船互通604万条，船与手机互通696万条，多么强大的通讯功能啊！

    如今，在地面设施的配合下，北斗的实时定位精度已经远远高于GPS，已经达到了80公里/一小时情况下2厘米的精度。这就催生了一门新业务——基于北斗二代系统的无考官驾考技术。安装在考试车上的北斗接收机，无论是倒车还是路考，系统都会精确的记录车辆轨迹并自动评分，比考官还严格、公正呢。

    中国政府对“北斗”导航的决心很大，搞这种国字号工程的财力很足。相信当35颗卫星全部组网完成后，无论对我国工农业生产、海洋监测、渔业捕捞、军事等等将产生积极的影响和推动作用。届时，我们的生活将更加安乐祥合。