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犯我中华者 虽远必诛

差点替代了北斗,把中国踢出局的伽利略居然瘫痪了!背后是中国与美国、欧洲的暗战

2019-07-19 13:42:00 | 来源: | 参与: 0

  第二年,海湾战争爆发了,也把中国人打醒了,被搁置十年的双星定位方案马上启动。

  GPS这类系统方案中,第一个要解决的问题就是:卫星该采用低、中、高哪种轨道?如果采用低轨道,发射成本比较低,精度比较高,但若覆盖全球的话则需要200颗卫星,这样浩大的工程,连美国也负担不起。

  如果采用高轨道,理论上三颗卫星就能覆盖全球,但定位精度会很低,而且高轨道卫星的发射难度大。

  美国采用了24颗卫星中轨道的折中方案。而中国当时的国情是既没钱也没经验,在起步阶段选择了只在高轨道发射两颗星,静止在中国上空为中国服务。空间中三个坐标才能定位,北斗一代在双星定位方案中有个高度仪,用户需要自测高程,并将结果作为第三个坐标。真是够节省的!

  2.仓库实验

  1995年,还在读博士的王飞雪,听到一个消息。正在前进中的北斗一代系统建设遇到了瓶颈问题——信号快速捕获,国内十几家单位、几十位知名专家10年没能攻破。

  “为什么不可以另辟蹊径?”王飞雪和几个同伴夜以继日的奋战了好多天,写出一个新算法,红着眼睛交给导师也是系主任庄钊文。庄钊文在计算验证后眼前一亮,但他知道,事情不简单。各种质疑声不绝于耳。“这是事关国家安全和经济发展战略的重大科研项目,岂是儿戏?”“这个难题别人耗费10年功夫也没有攻克,几个年轻人能行?”不少专家甚至认为这是一个“根本不可能实现”的方案。

  庄钊文带着这几个年轻人去找一位老先生。老先生跟这几个年轻人说,你们还需要用实验来证明你们在纸笔当中得出的这个结论。

  这几个年轻人拿着4万尝试经费和一台台式计算机,找了一个十平方米的仓库改造成实验室。整整3年,他们一无所获,但没有放弃。“因为很难,我很兴奋,一心想搞清楚。”王飞雪说,“最初的电路板模型大如门板,光芯片就有192块,后来芯片压缩到63块,改成了3块小板。”

  三年后的一天,他们像往常一样打开设备,调试等待,突然间有人说你看你看上面有一个信号,所有人把头都凑在这个小小的屏幕前,他们不相信自己的眼睛,于是重新做了一次实验,信号如约而至,几个小伙子抱在一起跳啊、笑啊、哭啊。

  系主任庄钊文又带着王飞雪和几个同学去找那位老先生。老先生召集20多个专家开了一次论证会,当看到显示器上脉冲闪耀,信号捕捉成功的一刻,在场的专家们一起起身鼓掌。

  这位老先生正是陈芳允。作为中国卫星测量控制技术奠基人,陈芳允当时是中国北斗一代系统的总设计师。而王飞雪,现在是国防科大卫星导航定位技术工程研究中心主任。

  用不到GPS系统1/3的时间和1/4的经费,中国在2004年建成了北斗一代,成为继美、俄之后,世界上第三个拥有自主卫星导航系统的国家。这只是第一步。

  北斗一代只是“北斗导航试验系统”,虽然达到了设计指标,但其定位精度自然远远比不过GPS,前面说了,原因主要在于只有两颗高轨道卫星的节省。在GPS的反衬下,中国北斗一代因性能不强而受到诟病。

  3.初显身手

  汶川县城的通信全部中断了。

  2008年5月12日下午14点28分,汶川发生了里氏8.0级地震,由于震中受灾极其严重,通信、电力、交通全部都被破坏殆尽,抗震救灾指挥部完全无法与震中取得联系。

  13日12时,总站值班监控屏幕上,一个红点跳入值班人员眼帘,“灾区有人使用北斗了!”随着一声惊叫,大家的眼光聚焦到灾区的电子地图上,只见这个红点沿着马尔康、黑水的317国道急进汶川。“这是哪支部队?”卫星导航定位指控中心工作人员欣喜之后发出疑问。

  “北斗一号”卫星定位导航系统虽然具备双向通信功能,但出于保密的原因,指控中心只能“看”到信号,不能解读定位终端发射信息的内容。

  最后查到,这确实是一支武警救援部队奉命前往灾区。随即,一条条信息涌入指挥大厅的屏幕上:“我支队已于11时以摩托化向成都方向机动”、“美英法等国游客被困卧龙人员安全”、“卧龙特区请求空投帐篷和药品”……

  14日,总站受命派出北斗导航应急分队,携带近千台用户机紧急奔赴灾区,迅速架起军队抗震救灾指挥部与灾区一线各级指挥机构的沟通桥梁,实现了抗震救灾的顺畅指挥。之后,安装在唐家山堰塞湖的北斗水文监测系统,不断传回最新水情数据,为排险提供可靠决策依据;加装在抗震救灾直升机上的北斗装备,有效解决了山区复杂环境下航迹监视、通信联络等问题,提高了飞行安全系数。

  这就是北斗的首次成功应用的故事。北斗一代,因为比不过GPS和海事卫星被骂得最多的一代,在地震时却发挥出了不受地面影响的优势。

  由于美国的做法是定位和通信卫星各司其职,所以GPS不具备北斗这样的通信功能。北斗一代的大部分信道资源必须让给定位数据的传送,所以通信上不能语音,只能短信,可没想到,真派上了大用场。

  就是这个在骂声中成长起来的北斗一代,成为了救援指挥部队和前线救援人员最得力的通信助手,最大限度地保证了“72小时黄金抢救时间”的有效利用,彰显了北斗服务民生的技术优势。

  4.“伽利略”姻缘

  1983年,韩国客机因导航故障误入苏联领空被击落,美国政府开始重视卫星导航的民用性,时任总统里根决定开放GPS给民众使用,GPS由军方专用变为军民共用。

  1996年,时任美国总统克林顿发布《国家GPS政策》,承诺免费持续对民用开放GPS标准定位服务;鼓励各国引入使用GPS,激励GPS民用设备制造商、应用开发商和增值服务商进入民用市场。随着2000年GPS被写入《美国法典》,GPS军民两用性得到了法律形式的确认。

  早期,GPS系统在所有的民用信号上放了干扰。后来为应对俄罗斯/苏联的格洛纳斯系统挑战,取消了这个干扰,定位精度就得到极大提高。但是,GPS开放的只是民码,定位精度仍然比美国军方使用的军码差了十倍。

  天下没有免费的午餐,美国为什么要免费提供GPS服务?一个很重要的原因是,要收费,在技术上做不到。GPS是单向通信体制,只管发信号,是谁在接收并使用这些信号却不知情,也就无法收费。

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