2008年5月12日,四川汶川地震發生後,道路中斷,通信中斷,震中附近的重災區失去了與外界的一切通信聯係,中國衛星導航定位應用管理中心緊急調撥上千台“北鬥”用戶機配備一線救援部隊。在此次救援活動中,“北鬥一號”試驗衛星導航係統所具有的覆蓋範圍廣受地麵影響小、定位報告及時等優勢得到了充分發揮,成為救援指揮部和前方救援人員最有力的通信助手,最大限度地保證了“72小時黃金搶救時間”的最有效利用。這也是我國第一代北鬥導航衛星成功應用的典範!
北鬥二號:具備全球導航能力
2007年4月14日,我國成功發射了第二代第1顆北鬥導航衛星。2009年4月15日,又成功將第2顆北鬥導航衛星送入預定軌道。中國衛星導航工程中心負責人介紹,這次發射的北鬥導航衛星(COMPASS-G2),是中國北鬥衛星導航係統建設計劃中的前二顆組網衛星,是地球同步靜止軌道衛星。這兩顆衛星的成功發射,對於北鬥衛星導航係統建設具有十分重要的意義。
目前,“北鬥二號”衛星組網首批實用衛星發射已進入倒計時階段,在今年和明年兩年我們要發射10顆左右的導航衛星,計劃2015年建成一個由三十幾顆衛星組成的全球導航定位係統。目前我國的各種導航定位設備都要靠美國的GPS係統提供服務,“北鬥二號”係統建成後,將使我國在衛星應用方麵擺脫對國外衛星導航係統的依賴,並且中國導航衛星也從此開始具備全球導航定位能力。
“北鬥二號”導航定位係統是通過測量衛星至用戶的信號傳播延遲,利用測距原理實現導航定位。通過3顆衛星測距,得到用戶至衛星的距離,確定兩維位置;再通過增加第4顆衛星的測量,可以計算三維位置和時間。該係統的空間段由分布在不同軌道多顆衛星組成,它們構成導航星座。該係統采用的衛星是一種全新的衛星,采用了很多新技術。自首顆衛星發射成功以來,就開始了在軌測試和新技術試驗驗證等工作。通過首顆二代導航衛星的發射、在軌測試和在軌試驗,驗證了衛星各種新技術,有力推進了導航衛星係統的建設。
“北鬥二號”是我國開發的獨立的全球衛星地位係統,不是“北鬥一號”功能的簡單延伸,更類似於GPS全球定位係統和伽利略係統。第二代北鬥導航定位衛星飛行在高度為21500千米的中圓軌道運行,這兩顆不再以“試驗”冠名的北鬥導航衛星順利升空,標誌著中國自行研製的北鬥衛星導航係統進入新的實際應用發展建設階段。
我國將在未來幾年裏陸續發射係列北鬥導航衛星,計劃2009年左右滿足中國及周邊地區用戶對衛星導航係統的需求,2011年前滿足亞洲地區的導航服務,並進行係統組網和試驗,逐步擴展為全球衛星導航係統。這個係統將主要用於國家經濟建設,為交通運輸、氣象、石油、海洋、森林、通信、公安等部門以及其他特殊行業提供高效的導航定位服務。
正在建設的“北鬥二號”衛星導航係統空間段將由5顆靜止軌道衛星和30顆非靜止軌道衛星組成,它們是無源導航衛星,不同於第一代的有源導航,這可以為需要導航的用戶帶來極大的安全。該衛星提供兩種服務方式,即開放服務和授權服務。開放服務是在服務區免費提供定位、測速和授時服務,定位精度為10米,授時精度為50納秒,測速精度為0.2米/秒。授權服務是向授權用戶提供更安全的定位、測速、授時和通信服務。
目前,我國衛星導航定位的應用範圍和行業不斷擴展,全國衛星導航應用市場規模以每兩年翻一番的速度快速增長。近年來,我國衛星導航定位業務發展很快,“北鬥”衛星導航係統的用戶已突破30萬戶,直接產值達35億元,占中國導航定位產業的20%左右,由它帶動的相關產業將達數百億元。
我國正出台政策加快“北鬥二號”衛星導航係統的建設,製定“北鬥二號”衛星導航係統民用應用政策,促進“北鬥二號”衛星導航係統的產業化應用,鼓勵其他行業和領域采用“北鬥”衛星導航兼容其他衛星導航係統的服務體製。
目前,我國及周邊國家主要依靠美國的GPS係統來進行導航定位服務,而隨著中國“北鬥二號”係統的建成,將使我國在衛星應用方麵擺脫對國外衛星導航係統的依賴,也將逐步擁有大批的海外固定應用客戶,並帶動一大批國內高技術產業,形成新的經濟增長點,甚至直接拉動我國航太技術的進步。
服務內容
北鬥衛星導航係統致力於向全球用戶提供高質量的定位、導航和授時服務,包括開放服務和授權服務兩種方式。開放服務是向全球免費提供定位、測速和授時服務,定位精度10米,測速精度0.2米/秒,授時精度10納秒。授權服務是為有高精度、高可靠衛星導航需求的用戶,提供定位、測速、授時和通信服務以及係統完好性信息。
為使北鬥衛星導航係統更好地為全球服務,加強北鬥衛星導航係統與其它衛星導航係統之間的兼容與互操作,促進衛星定位、導航、授時服務的全麵應用,中國願意與其它國家合作,共同發展衛星導航事業。
北鬥衛星導航係統由空間段、地麵段和用戶段三部分組成,空間段包括5顆靜止軌道衛星和30顆非靜止軌道衛星,地麵段包括主控站、注入站和監測站等若幹個地麵站,用戶段包括北鬥用戶終端以及與其他衛星導航係統兼容的終端。
主要用途
北鬥的主要用途有五個方麵:
首先,導航與通信的集成增強了導航能力和搜索救援能力,可實現用戶信息共享和信息交換。
其次,多係統兼容服務,可以實現公開服務相互兼容,必要時提供多係統監測信息和差分改正信息。
第三,提供雙向授時授權服務。
第四,以雙向偽距時間同步方法擺脫衛星時間同步與精密軌道之間的依賴關係。
第五,中國自行研發的北鬥衛星定位係統“北鬥”係統的軍事用途。
“北鬥”衛星導航定位係統基本上是以滿足商用服務為主,雖然目前軍事用途仍有限,不過其仍具有雄厚的軍事應用潛力,這也是大陸未來發展重點。理由很簡單,雖然大陸衛星導航定位應用近年來發展迅速,但是絕大多數的軍民應用範疇都是建立在美國GPS之上。一旦發生戰爭,美國關閉GPS或加大民用碼誤差,對大陸而言,後果不堪設想,所以大陸必須末雨綢繆,發展自主的衛星導航定位係統。