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下載安裝Flash播放器《瞭望》：公開的“北斗”導航衛(wèi)星秘密
北斗系統(tǒng)已進入了衛(wèi)星發(fā)射布網(wǎng)的高峰期。按計劃，到2020年，北斗將與美國GPS一樣，成為一個向全球提供服務的衛(wèi)星導航系統(tǒng)
第7顆北斗導航衛(wèi)星于2010年12月18日成功發(fā)射。這顆“北斗星”進入太空預定工作軌道，意味著中國北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)組網(wǎng)建設正按計劃順利推進，今后幾年將持續(xù)進行組網(wǎng)發(fā)射。
數(shù)十年來，中國一直致力于研制自主的衛(wèi)星導航系統(tǒng)。北斗計劃從最初的“最高機密”，到如今已逐步推廣應用。不僅中國軍隊的導航和授時方式已經逐步由GPS向北斗轉換，金融、電力、漁政和森林防火等民用領域也在逐步使用北斗系統(tǒng)。
但很多人并不熟悉的是，從上世紀80年代北斗計劃起步開始，俗稱為“五院”的中國航天科技集團下屬中國空間技術研究院，就一直擔負著北斗計劃中衛(wèi)星方面的設計制造工作。
在第7顆北斗導航衛(wèi)星成功發(fā)射之后，《瞭望》新聞周刊來到這個中國空間航天器研制重鎮(zhèn)，在北斗系統(tǒng)衛(wèi)星總指揮李長江和總設計師謝軍的帶領下，近距離接觸了在未來即將發(fā)射的北斗衛(wèi)星，探悉有關北斗系統(tǒng)的方方面面。
進入承擔北斗衛(wèi)星研制工作的總體部大樓，大大小小標注著工作人員姓名的行李箱還擺放在走廊中，“這都是剛從發(fā)射基地拉回來的，事情太多，還沒來得及收拾呢?！备S李長江，本刊記者看到了即將在今明兩年發(fā)射的多顆北斗導航衛(wèi)星。
三間數(shù)十米高的巨大廠房從西至東排列，在前兩間廠房中，多顆北斗導航衛(wèi)星一字排開，正在進行總裝集成。而總裝集成完畢的衛(wèi)星，將在最東側的一間車間內，接受包括模擬空間環(huán)境、噪聲干擾等方面的測試。
“北斗衛(wèi)星的部件都是運往這里，進行總裝集成并接受測試。現(xiàn)在7顆衛(wèi)星上天以后，北斗系統(tǒng)可以說能用了。而那顆就是將在2011年4月發(fā)射的第三顆傾斜同步軌道(IGSO)衛(wèi)星，它上天之后，北斗系統(tǒng)就可以形成全面的區(qū)域導航定位能力。”李長江指著一顆披著紅色保護層的衛(wèi)星說道。
從“燈塔”到“北斗一號”
“中國人關于利用人造衛(wèi)星進行導航定位的設想其實并不比外國人晚，是與世界同步的?！崩铋L江說：“美國的全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)是在上世紀60年代開始起步的，而幾乎在同一時段，中國空間技術研究院就開始了中國自己的衛(wèi)星導航系統(tǒng)的設計，取名為‘燈塔’，但是由于文化大革命和國家財力等原因，工程下馬?！?/p>
“衛(wèi)星導航系統(tǒng)是國家安全和經濟社會發(fā)展不可或缺的信息基礎設施，是大國地位和綜合國力的重要標志?！崩铋L江說，“世界各大國都高度重視發(fā)展自主的衛(wèi)星導航系統(tǒng)。例如，美國不斷提高GPS的精度和抗干擾、抗攻擊、反利用能力，極力保持其霸主地位；俄羅斯克服經濟困難，堅持全面恢復和自主控制格羅納斯(GLONASS)系統(tǒng)；歐盟一直致力于建設獨立的伽利略(GALILEO)系統(tǒng)；此外，在中國周邊，印度、日本也在積極謀求建設獨立自主的衛(wèi)星導航系統(tǒng)。大家都認識到，要有自主的系統(tǒng)，這是不容質疑的?！?/p>
在這場看不見硝煙的競爭中，中國人走出了一條自己的路。1983年，“兩彈一星功勛獎章”獲得者、中國科學院院士陳芳允創(chuàng)造性地提出了雙星定位設計方案，即利用兩顆地球靜止軌道衛(wèi)星，實現(xiàn)一個區(qū)域的導航定位。在這一設想的基礎上，北斗一號雙星定位系統(tǒng)開始了積極地立項論證。1994年，國務院和中央軍委批準了這一雙星定位系統(tǒng)立項報告，中國開始了自己的第一代衛(wèi)星導航系統(tǒng)的研制建設。
“2000年10月31日北斗一號01星發(fā)射，12月21日北斗一號02星發(fā)射。2003年5月25日又發(fā)射了北斗一號03星，作為系統(tǒng)的備份星。經過近3年的調試、測試和試運行，2003年12月15日，中國第一代衛(wèi)星導航系統(tǒng)——北斗一號系統(tǒng)正式開通運行。”李長江介紹說，利用兩顆地球靜止軌道衛(wèi)星實現(xiàn)區(qū)域導航定位屬于世界首創(chuàng)，具有鮮明的中國特色，而且投資很少。
“這一突破意義重大，這是繼美國的GPS系統(tǒng)和俄羅斯的格羅納斯系統(tǒng)之后，全球第三個建成并投入使用的衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)。正如北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)工程總設計師孫家棟院士所說，我們實現(xiàn)了從無到有，解決了衛(wèi)星導航系統(tǒng)的有無問題?！敝x軍說。
北斗一號雙星定位系統(tǒng)的突出特點是，構成系統(tǒng)的空間衛(wèi)星數(shù)目少、用戶終端設備簡單、一切復雜性均集中于地面中心處理站，其主要功能包括：
定位——快速確定用戶所在地的地理位置，向用戶及主管部門提供導航信息。
通信——用戶與用戶、用戶與中心控制系統(tǒng)間均可實現(xiàn)雙向簡短數(shù)字報文通信，就如同使用手機發(fā)短信一樣，這是北斗一號系統(tǒng)獨有的一項功能。目前，這項功能特別得到漁政、水文監(jiān)測和森林防火部門的青睞，在搶險救災中也發(fā)揮了巨大作用。事實上，普通百姓第一次聽說“北斗”，大多是在2008年汶川抗震救災期間。當時，在基礎設備損壞，通信中斷的情況下，救援部隊緊急配備了1000多臺“北斗一號”終端機，實現(xiàn)了各點位之間、點位與指揮部之間的直線聯(lián)絡，為抗震救災發(fā)揮了重要作用。
授時——中心控制系統(tǒng)定時播發(fā)授時信息，為定時用戶提供延時修正值。這也是一項非常重要的功能。在軍事領域，聯(lián)合攻擊之所以能夠精確打擊目標，是因為通過衛(wèi)星定位和高精度授時對目標進行了多維鎖定。在民用領域，例如電力部門，電力傳輸設備運行時間如果不同步，輕則運行設備失控，重則造成整個地區(qū)電網(wǎng)癱瘓。
李長江告訴《瞭望》新聞周刊，目前，北斗一號系統(tǒng)已經得到成功運用。但北斗一號也有其缺陷：雙星定位，只能為終端用戶提供經度和緯度，無法提供高度數(shù)據(jù)；只能覆蓋中國及其周邊地區(qū)，不能覆蓋兩極地區(qū)，赤道附近定位精度差；無法在高速移動的平臺上使用，用戶無法保持無線電靜默，因而不能滿足高動態(tài)和保密的軍事用戶要求；用戶數(shù)量受一定限制。而且北斗一號衛(wèi)星壽命為8年，其中北斗01星、北斗02星壽命即將到期，因此發(fā)射新一代北斗衛(wèi)星勢在必行。