現在人們出行已經離不開衛星導航系統,衆所周知全球隻有四個全球定位導航通,中國北鬥雖然是最後組建完成,但是憑借後發優勢,已經在各項功能上全面比肩老美的GPS,甚至有所領先。有傳言,連美軍都說要使用北鬥作為備份衛星系統,那麼美軍真的安裝北鬥了嗎?
中國北鬥3号
網友們可能都知道這麼一件事,2003年歐盟在組建伽利略的時候,曾經邀請中國加入,并承諾提供中國一部分衛星使用權。那時中國在衛星導航技術上相對薄弱,為了盡快發展自己的衛星導航,就欣然同意并且繳納了20億的“加盟費”。但是好景不長,老美得知中國加入歐盟衛星研究後對歐盟威逼利誘,然後歐盟的關鍵技術就再也沒有對中國開放過,甚至很多重要會議也不讓中國參與,最後我們含恨退出,但是卻沒有放棄自己的衛星導航系統研發。
也就從這時起,雖然老美沒有對中國芯片制裁,但是在15年時我們毅然決然地用上了中國自産芯片“龍芯”,哪怕最核心的部件“原子鐘”,在歐盟屢次的對我們延緩發貨的情況下,我們也制造出了國産鐘“氫鐘”,比國外用的“铯鐘”還要先進很多。
北鬥目前一共有55顆,最關鍵的北鬥3号則有30顆,正是這最重要的30顆衛星組成了幾乎是全球最強的導航定位系統。這30顆衛星分布的軌道也有所不同,其中的24顆發射在中圓地球軌道衛星、3顆發射在地球靜止軌道衛星和3顆傾斜地球同步軌道衛星。老美GPS一共發射了72顆衛星,但是目前隻有28顆衛星在正常使用。這28顆全部分布在距離地球21528公裡的中圓地球軌道,軌道分布的位置就已經決定了GPS在全天候實時定位上有很大缺陷,因為高度的原因,在探測時會被遮擋物擋住信号,而且16年之前因為害怕有人使用民用GPS信号對老美造成安全危害,還修改了定位的精度。
但是中國北鬥就不會産生被遮擋物遮擋信号的問題,因為其中3顆靜止軌道衛星和另外3顆同步軌道衛星,都距離地球35000公裡以上的地方。不僅可以實現全天候的實時定位,還有幾項領先全球衛星導航系統的功能,在國際搜救功能上比其他系統多出區域短報文通信和全球短報文通信的功能。例如馬航事件,如果有安裝北鬥系統的話,馬航每秒的行徑路線都會實時傳送到衛星上,而且還可以與救援人員互相發送通信。
包括GPS在内的其他3個衛星導航系統都沒有這個功能,它們隻能接收到求救信号,卻不能向求救者發送信号。而北鬥則不同,不僅可以及時接收到求救信号,也可以向求救者發送信息。例如海上漁民遇上台風等惡劣天氣,在發出求救信号之後,搜救人員會在第一時間向求救者發送信息,告知求救信息已經收到,并且已經安排出救援。
另外,北鬥還有區域星基增強和區域精密單點定位功能。同樣是依托于衛星高空探測功能,讓定位功能更加精準,甚至可以達到毫米級,這種定位精确性比GPS高出數個量級。現在北鬥不僅可以民用,也可以用于商業等大型活動,同時也不局限于導航這一種功能。
在當下大數據應用廣泛的前提下,北鬥在農業種植方面也有突出表現,比如在播種機械播種的過程中,如果種子沒有埋進既定位置的土壤中,可能導緻種子不發芽,或者是生長情況差。如果在播種機械上安裝一個北鬥定位系統,它會實時地精确定位播種的位置,每年可以讓農民增收數萬元。網友們應該都看過我國的一些儀式,那些車輛行駛過程都非常整齊,這同樣是在北鬥的幫助下才能精準地行駛在既定路線上,而且分毫不差。這種能力如果應用在武器定位打擊和無人機偵查、攻擊上,其恐怖的效果可想而知。
GPS的定位能力,比起北鬥毫米級的定位能力已經落後很多,更别說北鬥還增加了實時通信的功能。難怪老美軍方說要用北鬥作為備用系統,這句話絕不是編造,2020年3月份,美軍的4星上将詹姆斯·霍姆斯,在一次會議中就表示用北鬥作為U-2偵察機的備用導航系統,這足以證明北鬥的可靠性,從側面也反映了老美對GPS的不自信。
選用北鬥為備份的原因
老美在2020年提出用北鬥作為備份的原因,是因為擔心GPS失靈導緻無法定位導航。這個擔心并不是沒有理由的,2020年中國北鬥沒有完成部署之前,老美的GPS就出現過系統“歸零”的問題。大毛在2020年1月份就曝光過老美的GPS在固定時間段有故障,會讓無人機等設備無法接收到GPS信号。
老美的GPS有幾顆星已經在天上飛了30多個年頭,它的可靠性大大降低,另外老美的全球性任務每年都有增長,特别是在中東地區,由于連綿的山脈和天氣問題,導緻經常因為GPS無法提供服務而停止任務,這對老美來說是一件非常嚴重的問題。另外,GPS由于高度問題,始終不能保證在任何情況下都實時提供可靠的定位功能,這也就是為什麼選用北鬥為備份的原因。
當然,正常情況下,老美選擇歐盟的伽利略作為備用導航系統才是正确的邏輯,但是伽利略自己卻“不争氣”,它的問題同樣不少,甚至在2018年和2019年都曝出停用的消息,主要原因就是時間誤差太大,無法進行實時定位,而這還隻是2019年7月份的問題。
11月份有消息稱伽利略的22顆衛星同時出現故障,原本計劃發射30顆星,因為故障一直沒得到有效解決,導緻連導航衛星都沒有完全發射成功。現在的伽利略已經算是“半死不活”,所以老美自然不會考慮将它作為備份系統去使用。就像有網友說的那樣,伽利略的定位精準程度已經和GPS不相上下,然而它雖然有精準定位的能力,卻因為經常出現故障無法正常使用這個功能。
而大毛的格洛納斯就更不用提了,不說他和老美之間本身就是“仇人見面分外眼紅”,光說衛星定位系統本身的問題,就直接勸退老美了。早在2014年大毛相關部門就報道稱,格洛納斯出現故障導緻停止服務十幾個小時,但是對于此次故障大毛卻沒有明确說明,外界猜測是因為太陽耀斑或者系統升級等原因。在2019年大毛又承認因為制裁等原因,無法及時提供衛星配件,導緻接下來全面升級衛星導航工作停滞。
這三個衛星導航系統問世的時候,無一不是讓我們中國人羨慕的系統,但是還不到滄海桑田,僅僅是在短短數年的時間,中國自己導航系統已經全面比肩甚至超過他們。要說原因也很簡單,就是戰略眼光問題,我們看得更遠也考慮得更加周到,甚至可以預判到芯片會被制裁這個問題,從而全面使用國産芯,大毛卻因為被制裁無法繼續加強導航系統功能。這就是大國眼光。
結語
從上述問題可以看出,雖然這些國家的導航系統都要早于中國,但是先發優勢也隻能壟斷一時。特别是老美曾經數次拿GPS對中國進行威脅,而現在由于當時的技術限制,和對衛星定位功能的要求不斷提高,導緻很多功能無法跟上現實需求。
但中國不僅憑借後發優勢完美追上它們,在技術上也有所突破,而且眼光更加長遠,為了更好服務于人民和保障好各類出行安全,在定位功能上精益求精;同時在搜救功能上同樣花了大功夫。北鬥總設計師曾經表示,在海上如果遇到惡劣天氣,當北鬥定位工具落水的刹那,求救信号就會發送,搜救工作同時可以進行。
我們能有今天的成就,是無數科研人員用無數汗水換來的,對比老美專注服務軍用的思想,北鬥則更加人性化,把各類民用需求都考慮在内,體制優勢高下立判。也正是基于更多需求,所以北鬥在功能上更加強大,在設計理念上更加先進。當然,北鬥要走的路還有很長,預計在2035北鬥将為國家提供定位導航實時授時服務,屆時的北鬥将為更加智能化,無人化的發展提供最強力的保障,在深空、深海的信号覆蓋更加廣泛,更強也更精準,将成為我們探索世界提供更可靠的後盾。
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