中國衛星導航系統管理辦公室主任冉承其3日向媒體透露,目前中國正全面推進北斗衛星全球系統建設的技術攻關,明年將發射多顆試驗衛星,對一些技術進行必要的在軌驗證。明年年底之后,我國將推動全球系統的組網建設。未來的北斗系統性能將在現有基礎上提高1到2倍。針對北斗系統的全球組網計劃,一名中國專家4日向《環球時報》記者表示,目前北斗的區域組網只要14顆衛星,而全球組網需要35顆星,完成組網還需要過四道關。
“三步走”的最后一步
作為中國自主發展、獨立運行的全球衛星導航系統,北斗衛星導航系統按照“三步走”的戰略發展。第一步從2000年到2003年,中國建成由3顆衛星組成的北斗衛星導航試驗系統,成為世界上第三個擁有自主衛星導航系統的國家。第二步,建設北斗衛星導航系統,于2012年前形成中國及周邊地區的覆蓋能力。第三步,于2020年左右,北斗衛星導航系統將形成全球覆蓋能力。目前,北斗系統已經完成第二步,開始向第三個目標邁進。
今年第五屆中國衛星導航學術年會期間,北斗衛星導航系統新聞發言人冉承其曾透露,中國將于2015年前發射新一代北斗導航衛星,開展新技術和新體制試驗驗證,適時加入衛星網絡,以加快推進北斗系統全球組網建設。冉承其說,圍繞建設世界一流全球衛星導航系統的目標,北斗系統開展關鍵技術攻關,在設計具有自主知識產權的導航信號體制、研發高性能星載原子鐘等方面取得新的進展,北斗衛星導航系統覆蓋全球的“第三步”建設全面啟動。
一名不愿透露姓名的中國航天專家4日向《環球時報》記者介紹,目前北斗的區域組網只要14顆衛星就可以了,而全球組網需要35顆星,其中5顆是地球靜止軌道衛星,30顆是中地球軌道和傾斜地球同步軌道衛星。3種軌道并存可以進一步提高衛星覆蓋面,35顆衛星組成的星座可提升定位精度,而5顆處于地球靜止軌道的衛星未來不僅可以導航、定位、授時,還能發送短報文。
全球布網難在哪?
這名專家認為,建設北斗全球系統主要需要突破四大方面的問題。首先,要進一步提升星載原子鐘的授時精度,這是導航定位衛星最核心的器件,決定著衛星的定位精度。他表示,美國的原子鐘現在是300萬年誤差一秒,在這方面中國還有不小的差距,想要構建全球定位系統還需加速提升這方面的能力。提高原子鐘的精度不僅可以提高定位精度,還能應用在電力、銀行、通訊等國民經濟重要領域,所以有人說“20世紀是原子核的時代,21世紀是原子鐘的時代”,在信息時代,80%的信息都和導航定位有關,而定位能力的高下又和原子鐘精度直接掛鉤。
第二要繼續提升導航衛星的使用壽命,目前“東方紅3號”衛星的設計壽命是8年,如果能延長到10年甚至15年,就不用總是發射補網衛星,經濟效益也將大大提高。
第三要不斷強化一箭多星的發射技術,這樣既比較經濟,還能提高布網效率。
第四,要將北斗打造成國際化的定位系統,就要求具有很強的兼容性,比如可在同一終端上接收北斗、GPS和“格洛納斯”的信號。這樣既能提高定位精度、還增加了備份,不過這種模式對于技術兼容性提出了很高要求,這其中必然會涉及大量國際合作的問題。目前,中國與泰國、俄羅斯進行了不同程度的合作,未來要建全球系統,還將涉及在更多地區建地面站等問題。
這名專家強調,導航技術作為信息時代最關鍵的三大技術之一,和國家安全息息相關,而且還將帶來巨大的經濟效益。美國GPS系統的總投入大約是300億美元,但粗略估算,每年和它相關的效益達600億美元。有多名中國工程院院士稱,北斗的建設、使用成本都比GPS便宜,到2020年或達4000億元產值。
中國與歐盟爭“全球第三”
正是因為看到導航系統的巨大潛力。近些年,很多國家都在研制發展本國的衛星導航系統。其中主要包括六大系統,印度、日本是在建區域系統。印度10月剛剛成功發射第三顆導航衛星,日本也在發展本國的天頂衛星導航系統。到目前為止,正在或者已經完成全球組網的只有四家。美國的GPS衛星導航系統是世界上第一種完成組網的全球衛星導航定位系統,俄羅斯的“格洛納斯”系統緊隨其后,雖然中間過程磕磕絆絆,去年一箭三星發射過程中還曾發生爆炸,損失慘重,但目前也基本具備全球導航能力。歐洲“伽利略”系統提出很早,但由于歐洲各國內部爭論很大,目前組網進度反而不如中國北斗。
當然,從進度上爭取全球第三的同時,中國也在努力發揮技術水平上的后發優勢。目前,北斗系統在部分地區的定位精度已小于10米,這一點優于俄羅斯的“格洛納斯”系統。根據計劃,實現第三步目標后,北斗導航系統的服務將由區域拓展到全球,設計性能優于“格洛納斯”,與第三代GPS系統性能相當。

