北斗導航系統,為了不受制于人

1、“北斗”導航系統，為了不受制于人學校：成都理工大學姓名：劉瀟 郵箱： HYPERLINK mailto:1145995574 1145995574在當今世界，導航定位已經成為人類從事政治、經濟和軍事活動所不可或缺 的技術。隨著人類文明的快速發(fā)展和科學技術的日新月異，從原始時期的尋路、判別 方向，到后來的陸基導航，再到現在的全球衛(wèi)星導航定位系統，無不體現著人類 智慧的結品。衛(wèi)星導航系統除了給人們日常生活提供便利外，還在科技、經濟、 軍事領域發(fā)揮著不可替代的作用，它已經漸漸成為衡量一個國家綜合實力的標準。美國的海軍導航衛(wèi)星系統人造地球衛(wèi)星的出現，令各國的軍事部門如臨大敵，紛紛繃緊神經。1958 年

2、末，美國海軍為了給北極星核潛艇在遠海中提供全球性導航定位，委托霍普金 斯大學應用物理實驗室開始研制一種新的衛(wèi)星導航系統，即美國海軍衛(wèi)星導航系 統(Navy Navigation Satellite System,簡稱NNSS)。由于該系統的衛(wèi)星通過 地極，即沿地球的子午圈軌道運行，因此又被稱為子午(TRANSIT)衛(wèi)星導航系 統。從1959-1961年這3年時間里，研究人員先后共發(fā)射了 9顆實驗性子午衛(wèi) 星。通過無數的努力，經過反復的驗證研究，1964年，系統終于建成并正式投 入使用。該系統由分布在6個軌道面上的6顆工作衛(wèi)星構成，衛(wèi)星平均高度為1 000 km，衛(wèi)星運行周期約為108 min。

3、TRANSIT衛(wèi)星系統采用的是多普勒定位原 理，起初主要為北極星核潛艇提供服務，之后逐步發(fā)展到各種船舶的導航。盡管 該系統衛(wèi)星數目少，運行高度低，觀測衛(wèi)星的時間間隔長，但它仍然推動了導航 這一新興領域的快速發(fā)展，開啟了星基導航定位系統這一新篇章。蘇聯的TSICADA受到美國TRANSIT系統的啟發(fā)，前蘇聯立即著手開發(fā)自己的衛(wèi)星導航系統。 1965年，前蘇聯建立了與TRANSIT相似的衛(wèi)星導航系統。該系統也由6顆衛(wèi)星 構成星座，高1 000 km，有6個軌道面，衛(wèi)星運行周期約為105 min。該系統主 要為前蘇聯軍方提供服務。美國的GPS20世紀60年代初，美國國防部(DOD)、國家航空航天局(

4、NASA)和交通部 (DOT)認為子午系統無法滿足軍事和民用連續(xù)實施三維導航的迫切需求，更無 法滿足高動態(tài)用戶的精密導航要求。他們希望能有這樣一個衛(wèi)星導航系統一一可 以實現全球覆蓋、全天候工作，可以為高動態(tài)用戶提供服務，并且擁有較高的精 度。1973年末，美國國防部決定將陸?？杖姺N的研制工作統一起來，研制新 一代的衛(wèi)星導航系統，這就是我們現在所說的“導航衛(wèi)星授時測距/全球定位系 統(Navigation Satellite Timing and Ranging/Global Positioning System)， 即GPS。這個項目歷經二十余年的研制，花費百億美元。1993年末，GPS可以

5、進 行初始運行。此時，它由分布在6個軌道面的24顆衛(wèi)星組成。1995年初，GPS 全面投入正常運行。前蘇聯的GLONASS為了應對美國的GPS系統，同時也為滿足本國軍事的需求，前蘇聯于1976 年頒布了一個建立GLONASS的法案。1982-10，前蘇聯發(fā)射了這個系統的第一顆 衛(wèi)星。在1988年召開的一個國際會議上，前蘇聯表示各國可以免費使用GLONASS 系統的導航服務。前蘇聯解體后，1993年俄羅斯總統葉利欽發(fā)表演說，提到 GLONASS系統即將開始正式運行，成為一個工作系統。19941996年，在這3 年時間里，俄羅斯逐漸發(fā)射衛(wèi)星，并將24顆衛(wèi)星星座全部布滿，至此總花費達 數十億美元的G

6、LONASS系統正式投入使用。到2005年上半年為止，已先后發(fā)射 了 80余顆衛(wèi)星。歐盟和我國合作的“伽利略”導航衛(wèi)星系統“伽利略”計劃是一種中高度圓軌道衛(wèi)星定位方案?！百だ浴毙l(wèi)星導航定 位系統的建立計劃將于2007年底之前完成，2008年投入使用，總共發(fā)射30顆 衛(wèi)星，其中27顆衛(wèi)星為工作衛(wèi)星，3顆為候補衛(wèi)星。衛(wèi)星高度為24126公里， 位于3個傾角為56度的軌道平面內。該系統除了 30顆中高度圓軌道衛(wèi)星外，還 有2個地面控制中心?！百だ浴毕到y將為歐盟成員國和中國的公路、鐵路、空 中和海洋運輸甚至徒步旅行者有保障地提供精度為1米的定位導航服務，從而也 將打破美國獨霸全球衛(wèi)星導航系統的格局

7、。按計劃，首批兩枚實驗衛(wèi)星將于2005 年末和2006年發(fā)射升空。但實際情況卻是“伽利略”衛(wèi)星導航系統遠遠落后于 計劃，到目前為止，“伽利略”衛(wèi)星導航系統仍然沒能夠實現組網。我國的北斗衛(wèi)星導航系統1983年，陳芳允首次提出了北斗計劃，1994年我國確立了北斗計劃。這一 系統將支持制圖、航天航空、導航、災難應急救助和國防等方面的應用。2000-01， 我國發(fā)射了第一顆北斗衛(wèi)星，同年12月發(fā)射了第二顆。2003-05-25，我國在西 昌將第三顆“北斗一號”送入太空。這顆衛(wèi)星與前兩顆一起構成了我國完整的衛(wèi) 星導航定位系統，即北斗衛(wèi)星導航系統，簡稱CNSS.北斗系統的成功建成，填補了我國星基導航定位領

8、域的空白，使我國成為繼 美國GPS和俄羅斯GLONASS后，世界上第三個建立成熟衛(wèi)星導航系統的國家。該 系統的建立，將對我國國防現代化和國民經濟建設有著重要的作用。2012-12-27, 北斗系統在繼續(xù)保留北斗衛(wèi)星導航試驗系統有源定位、雙向授時和短報文通信服 務的基礎上，向亞太大部分地區(qū)正式提供連續(xù)無源定位、導航、授時等服務，民 用服務與GPS 一樣免費。預計到2020年，將建成由5顆地球靜止軌道和30顆地 球非靜止軌道衛(wèi)星組網而成的全球衛(wèi)星導航系統。僅有12年歷史的“北斗”系統，現已提供與美國GPS相當的導航服務?！氨?斗”衛(wèi)星導航系統日前正式開始向亞太大部分地區(qū)提供服務，從而使得中國成為

9、為世界提供衛(wèi)星導航系統服務的第三個國家?！氨倍贰毕到y目前可為亞太區(qū)域用戶提供高精度、高可靠的定位、導航和授 時服務，還具備短報文通信、差分服務等特色服務。此外，“北斗”系統還對中 國軍力起到倍增器的作用。源于對美國GPS的擔心。1991年海灣戰(zhàn)爭期間，美軍在猛烈空襲伊拉克的時候，開始在戰(zhàn)爭中應用 GPS衛(wèi)星導航技術。當時，美軍戰(zhàn)機投下的武器只有10%使用了 GPS制導，但這 10%的GPS制導武器卻發(fā)揮了強大的作戰(zhàn)效能。依靠GPS系統，海灣戰(zhàn)爭中的美 軍曾創(chuàng)造過兩枚導彈先后攻擊同一目標，且后一枚導彈通過前一枚導彈炸開的洞 口鉆入目標內部爆炸的“戰(zhàn)場奇跡”。在后期的阿富汗戰(zhàn)爭和伊拉克戰(zhàn)爭中，美軍

10、把GPS系統作為了戰(zhàn)場導航和通 信系統的主干，以及精確炸彈和導彈的最主要制導系統，并創(chuàng)造了很多戰(zhàn)爭奇跡。正是因為這幾場戰(zhàn)爭，使得中國軍方認識到了現代化高科技戰(zhàn)爭的神奇魅力，充 分認識到了 GPS系統對現代化戰(zhàn)爭的巨大影響力。目前美軍已經列裝的很多導彈和精確制導炸彈，均加裝了 GPS制導模式，如 “聯合防區(qū)外發(fā)射武器”（JSOW）和“聯合直接攻擊彈藥”（JDAM），都采用 INS+GPS的復合制導體制。美海軍的“戰(zhàn)斧”式巡航導彈也不例外，加裝了 GPS 的“戰(zhàn)斧”導彈取消了以往的“地形匹配制導”模式，因而大大節(jié)省了制定攻擊 計劃的時間，還可以使其能從多個方向上攻擊目標。甚至可以說，美軍每一種武

11、器如今離開了 GPS甚至都不能實施作戰(zhàn)或準確命中目標！資料顯示，美國GPS衛(wèi)星導航系統有軍用（而且是專用）和民用（對世界開 放）之分，而且，民用GPS信號的精確度大大低于軍用GPS信號的精確度。美軍 的GPS軍用版只供美軍自己使用，即使盟軍也沒有例外，而其民用版可供全世界 使用。中國早期的GPS應用，不管是軍方還是民間，和世界其他國家一樣，均使 用民用版GPS。為了提高各種武器的打擊精度，中國軍方在海灣戰(zhàn)爭后，在一些導彈中加裝 了民用版GPS作為制導系統，逐步具備了精確打擊能力。但民用版GPS最高定位 精度只有10米，雖然打擊精度相比其他制導提高不少，但是相比美軍使用的軍 用版來說，打擊精度相

12、差幾近10倍。而即便這樣，美軍也并不是沒有限制。和平時期，民用版GPS無論哪個國家 均可自由使用，但如果發(fā)生戰(zhàn)爭，美國就可能會根據戰(zhàn)爭對自己的國家利益影響 程度來確定誰可以繼續(xù)使用。如果是美國的敵對國家，為了限制其使用GPS進行 導航和精確打擊，美國可以人為減弱或關閉GPS或加大民用碼的誤差，而美國軍 方自己在這一地區(qū)的使用卻不受任何影響！中國雖然大量使用GPS的民用版，但軍方一直對依靠美國GPS系統感到擔憂， 擔心美軍可能在沖突或緊急狀況下關停該系統。這事很快就有了例證。1996年臺灣的李登輝拋出“兩國論”，臺海局勢緊張，解放軍隨后展開一 次大規(guī)模軍演，向距離臺灣附近的東海海域發(fā)射了 3枚導彈，以示警告。發(fā)射的 第一枚導彈準確命中目標，就在所有人為這次成功歡呼的時候，緊接著發(fā)射的第 二枚和第三枚導彈突然無法追蹤，最終導致導彈大大偏離了原定的落點范圍。事后的軍