揭秘北斗導航系統獨門絕技:一優勢令美歐學習
原標題：北斗不遠，就在你我身邊
“全球衛星導航系統的應用，僅受人類想像力的制約”，一位科學家曾這樣說。衛星導航系統是一個國家重要的空間資訊基礎設施。試想，如果失去了衛星導航，世界將會變成什麼樣子？
雖然衛星遠在太空，卻與人們生活息息相關。上至航空航太，下至工業、漁業、農業和日常生活，衛星一方面為國家經濟建設服務，一方面為提高百姓生活品質服務，而手機、網際網路、取款機、股票市場、國家電網等也都依賴於衛星。可以說，一旦失去衛星導航，結果將是災難性的。建設自主衛星導航系統，對於提高我國國際地位、促進國民經濟發展、保障經濟社會安全、維護國防安全等，具有十分特殊的戰略意義。
3月30日21時52分，我國第17顆北斗導航衛星在長征三號丙火箭的托舉下呼嘯升空，隨著它在太空棋盤上落定，新一代北斗導航衛星發射成功。預計到2020年，我國將建成由30顆衛星組成的北斗全球衛星導航系統，廣袤太空中，中國人的視野越來越開闊。
我國《推動共建絲綢之路經濟帶和21世紀海上絲綢之路的願景與行動》明確指出，基礎設施互聯互通是“一帶一路”建設的優先領域，它為北斗導航系統的全面應用落地帶來了新的發展機遇。隨著北斗全球組網的鋪開，北斗應用也備受期待。
北斗因何而生？
個人、國家都需要衛星導航，衛星導航走進人們生活
在青海省海北藏族自治州海晏縣青海湖地區，“智慧放牧”系統正在改變當地傳統放牧習慣，引導牧民輪換放牧、合理放牧。受惠于牧區放牧資訊化指導系統，牧民唯一要做的就是，學會更熟練地把北斗導航終端機天線對準衛星。
負責項目實施的青海省畜牧獸醫科學院畜牧研究所所長裴青生說：“放牧資訊化指導系統由北斗衛星資訊平臺、牧場數據採集自動站、牧民手持智慧終端三部分構成，通過數據分析和地面實測，制定區域輪牧的方案，再發送到牧民的終端上，實現科學放牧指導。”
這得益於北斗系統具備導航和通信相結合的“雙向”服務特性。在衛星監測下，資訊的傳遞不再受制于地理環境和自然災害的影響。
上世紀90年代初，中國北斗正式誕生。2012年，北斗系統完成了亞太地區的覆蓋，實現了連續導航。如今，北斗系統能夠提供高精度、高穩定性的定位、導航和授時服務。監測評估表明，北斗系統的系統性能已滿足精度達10米的指標要求。
“現實工作生活中，人們對精準定位的需求非常多，小到通信，大到交通、測繪等方面，都要把地點講清楚。”中國科學院院士、中國衛星導航定位應用管理中心研究員楊元喜介紹，北斗系統利用多顆衛星組網取得信號，經過數據處理以後，可以在地球任何一個角落，實現定時定位。
楊元喜說，經過幾十年發展，美國的GPS系統通過長時間和大量經費的投入，在衛星導航領域起到非常大的作用。而其他國家逐漸發現，單純採用國際上已有的衛星導航系統，需要謹慎審視。主權國家需要自主發展國家層面的導航基礎性系統。
此外，技術複雜、難度極高的衛星導航，也正處於一個發展高潮。目前我國北斗衛星導航系統建設已進入關鍵時期，已發射17顆北斗導航衛星，形成了一個基本的星座架構。北斗系統最終將為全球用戶提供高品質、高信譽度的服務，並持續提升性能。
近年來，隨著“促進衛星及其應用產業發展”寫入《國家衛星導航產業中長期發展規劃》，發展衛星應用產業的重要性和戰略地位必將日益凸顯。
北斗有何獨門絕技？
性能不遜GPS，位置報告和短信服務是獨特優勢
2008年汶川抗震救災中，在通信中斷情況下，我國自行研製的北斗導航試驗系統向指揮部實時傳遞著最新災情，被譽為“天降神兵”。
相比國外衛星導航系統，北斗系統獨具的位置報告和短信服務相結合的特色，既能知道“我在哪”，也能知道“你在哪”，已在我國經濟社會多個領域得到了廣泛應用。
“這正是北斗的優勢所在，也體現了北斗卓越的系統頂層設計和今後的擴展能力。”北斗衛星導航系統工程副總設計師譚述森表示，GPS的無源定位方式只解決了“我在哪兒”的問題，而北斗的有源定位方式同時解決了“我在哪兒”和“你在哪兒”的問題，可以說“靠一個北斗用戶機就可以走遍天下”。
以海洋漁業為例，“我在哪”，能夠使漁民通過船載設備實現自主定位；“你在哪”，使岸上的人通過監控知道漁船在什麼地方。
在沙漠、山區、海洋等人煙稀少的地區實施搶險救援時，北斗衛星導航系統除導航定位外，還能通過短信功能，利用衛星導航終端設備及時報告所處位置和災情，有效縮短救援搜尋時間，提高搶險救災時效。
此外，北斗系統的應用領域正在向部隊作戰、戰備和訓練擴展。年初，在桂北地區舉行的一場北斗衛星導航作戰應用演練，讓新型北斗系統大顯神威。
“這次演練構建了多源資訊融合、組網扁平化指揮、多平臺整合應用、分級管理保障的北斗應用體系，為全軍部隊北斗作戰應用提供了模式和技術借鑒。” 總參測繪導航局負責人告訴記者。
中國衛星導航定位應用管理中心高級工程師楊寶峰介紹：北斗全球組網的鋪開，標誌著北斗系統應用將進入規模化、社會化階段。
他認為：“與GPS相比，北斗有著自身的優勢，服務上可與GPS媲美。在功能上，北斗的位置報告、指令傳輸功能是GPS所沒有的。因此可以說，就國內應用而言，GPS能做到的，北斗都可以做，而且北斗所具有的特色優勢，比GPS應用得更好更廣。”
如今，美國研發的第三代GPS系統以及歐盟、印度等國正在研發建設的新系統，都在考慮增加有源定位方式。
“別人學北斗，並不奇怪；今後中國人不用北斗，這才是令人奇怪的事。” 譚述森感慨地說，雖然北斗系統在地面站設備、用戶設備、衛星技術等方面與美國仍有差距，但在頂層設計和系統結構方面的優勢，能在相當程度上彌補我國在基礎工業方面的不足。
好用管用，如何多用？
北斗應用將進軍資訊化領域，國際應用也將不斷開拓
隨著北斗全球組網的鋪開，北斗應用也備受期待。
過去一年，北斗導航系統的應用不斷取得新進展：北斗海外位置服務項目成功落戶巴基斯坦；北斗海事國際標準獲得認可；約4000萬部具備北斗定位功能的智慧手機投放市場……
北斗系統的應用範圍已從交通運輸、海洋漁業、水文監測、基礎測繪、氣象預報等行業和區域應用，發展到智慧手機、車載導航等大眾電子消費領域。
據中國衛星導航定位協會統計，2014年，我國北斗導航產業產值超過100億元人民幣；在智慧手機領域，去年三星、華為推出了具備北斗定位功能的手機；在車載導航領域，國內外已有20多個品牌、200多款車型的北斗車載導航儀走向市場。
譚述森認為，過去北斗應用主要集中在北斗終端的銷售方面。如今，推動北斗應用的主力，是行業解決方案提供商。“這是典型的借助網際網路思維，發展北斗大眾消費市場應用。”他說。
去年8月，北斗衛星導航系統與城鎮燃氣行業攜手合作，就是成功的例子。
據了解，目前我國一些大城市的老城區，老舊管線等設施缺乏精準定位和資訊集合。僅北京1.6萬平方公里範圍內，達20年到30年管齡的燃氣管線就有上千公里。使用北斗定位系統，測量精度可以控制在1米，工作效率將大大提高。
我國城鎮燃氣管網總長度已超過40萬公里，並將在2016年達到60萬公里。楊元喜表示，這將為北斗系統帶來超過百萬終端用量的新興市場，同時也將創造更多經濟效益。
未來，北斗將會進軍更多資訊化領域，還將與智慧城市緊密相連。不僅如此，北斗的國際應用也在不斷開拓。
楊元喜說，目前國家有關部門及地方正在聯合建設北斗地基增強系統，為我國提供廣域米級/分米級實時導航定位服務以及區域釐米級實時定位服務，打造北斗系統特色化服務。
同時配合北斗“走出去”戰略，北斗系統有望進入國際民航、國際海事、行動通訊等國際組織，推動北斗在“一帶一路”國家落地，服務互聯互通基礎設施等建設。
楊寶峰分析：“未來我國將著力推動衛星導航與位置服務和雲計算、物聯網、移動互聯、大數據等高新技術的融合發展。”（陳小菁）
