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美國要切斷對俄羅斯的GPS服務?“北斗”可否頂上?
作者 | 物聯網智庫2022-03-22

根據“今日俄羅斯”19日的報道,俄羅斯航天局局長羅戈津透露稱,作為西方對俄羅斯制裁的一部分,美國正在考慮切斷俄羅斯與GPS的連接。

美國要切斷對俄羅斯的GPS服務?“北斗”可否頂上?

最近俄烏軍事沖突的升級可把美國忙壞了,一邊要在這場戰爭中假意和事,一邊又要激化雙方矛盾不斷扇風拱火,還把“拉偏架”這門藝術表演到了極致,最典型的莫過于讓“科技武器化”趨勢越來越明顯。

而就在近日,科技制裁的“戰火”似乎又要燒到全球衛星導航系統GNSS(Global Navigation Satellite System)領域了。根據“今日俄羅斯”19日的報道,俄羅斯航天局局長羅戈津透露稱,作為西方對俄羅斯制裁的一部分,美國正在考慮切斷俄羅斯與GPS的連接。

美國要切斷對俄羅斯的GPS服務?“北斗”可否頂上?

不過羅戈津也表示,就算華盛頓動用了這種手段,俄羅斯人也不應該“過于緊張”,因為俄羅斯擁有自己的格洛納斯(GLONASS)定位系統。這一系統能夠連接到每一部智能手機,而且正在運行中。

看著來自俄羅斯的底氣,國內網友在網上也掀起了一陣關于“北斗”的討論,這件事恰恰證明了中國研發“北斗導航系統”的先見之明和極端重要性,如果不是國家痛定思痛做出自己的導航系統,我們大概率也難免會在未來某個時間陷入被動境遇。

另外,如果俄羅斯當真從GPS中被踢出局,無疑對GPS的全球對推廣蒙上了一層陰影,反而可能會加深中俄在全球衛星導航領域的合作,促進北斗在全球民用領域的推廣。而據公開資料顯示,2018年11月7日,中俄之間就批準了格洛納斯和北斗導航系統的合作協議(非軍事領域)。

緣起蘇聯,今朝撕臉

1957年10月4日,蘇聯向太空中發射了全球第一顆人造地球衛星,這顆衛星在開創了人類新紀元的同時,也悄悄影響了大洋彼岸一項重大工程的進展。

針對蘇聯衛星的升空,美國方面表現出極高的重視度。一位名叫比爾·蓋伊的數學家和一位名叫喬治·威芬巴赫的物理學家在霍普金斯的應用物理實驗室里發現了這顆衛星的頻率出現了偏移,經過研究發現是相對運動引起的多普勒頻移效應。

他們發現,如果在地面上架設多部接收機,就可以根據接收到的信號的不同頻差推算出這個衛星的具體位置。

而彼時的實驗室主任弗蘭克·麥克盧爾也正在忙著一項極為隱秘的工作,他要為海軍做一項研究,內容是五角大樓如何知道茫茫大海中軍艦的具體位置。當蓋伊和威芬巴赫將實現了對蘇聯衛星的多普勒定位跟蹤研究結果告知弗蘭克時,一個逆向思路出現在了弗蘭克的腦海中。

美國要切斷對俄羅斯的GPS服務?“北斗”可否頂上?

在反復研究低、中、高軌道利弊后,美國的GPS系統在1978年向太空發射出了第一個衛星,到1994年,24顆中軌衛星組成的GPS系統完成了全球組網,并在次年投入運行。GPS系統分為軍用和民用兩種定位模式,民用為全球開放模式,全球任何國家都可以接入GPS系統進行定位。

不過,隨著今天西方國家對俄制裁不斷加碼,俄羅斯與GPS系統的連接很可能也將止步于此。

美國要切斷對俄羅斯的GPS服務?“北斗”可否頂上?

實際上,除了以上提到的美國GPS系統和俄羅斯GLONASS系統之外,歐洲還有伽利略GALILEO系統,再加上中國的北斗(BeiDou Navigation Statellite System),共同形成了當今四大全球性覆蓋的衛星導航系統。其中,GPS系統是全球使用最為廣泛、商業模式最為成熟的衛星導航系統。

因而盡管羅戈津提到,除了GPS之外,俄羅斯還可以使用自己的格洛納斯定位系統也能夠連接到每一部智能手機,但在民用領域格洛納斯定位系統畢竟還存在一定的缺陷,才必須用GPS系統作為補充。

而相對來說,北斗導航系統雖然是后來者,但卻是當前發展最迅速的全球衛星導航系統,也是目前可以唯一可以與GPS正面交鋒的全球衛星導航系統。

有事不怕,北斗也行

從1994年中國啟動北斗一號系統工程建設,到2000年第一顆北斗導航試驗衛星上天,再到2020年6月23日北斗三號最后一顆地球靜止軌道衛星升空,中國在自建全球衛星導航的路上走了二十多年。

  • 2000年試驗系統階段,中國成功發射兩顆地球靜止軌道衛星并投入運營,建成北斗一號系統為中國提供服務;

  • 2012年區域系統建設階段,北斗二號系統建成開通,衛星發射數量達到14個,開始在亞太地區提供衛星定位服務;

  • 2020年全球覆蓋系統建設階段,北斗三號全球組網開始,隨著2020年6月23日北斗三號最后一顆地球靜止軌道衛星的成功升空,北斗系統建成了向全球輸出定位服務的能力。

到目前為止,北斗導航衛星已經積累了足夠登頂全球四大導航衛星之首的性能優勢。

美國要切斷對俄羅斯的GPS服務?“北斗”可否頂上?

首先,在2018年、2019年高密度發射之后,北斗在軌衛星數量已經超越了其他三大系統。根據格洛納斯衛星系統官方數據顯示,截止2020年6月15日,北斗導航系統衛星數量為48顆,而美國GPS衛星數量為32顆,GLONASS和GALILEO的在軌衛星則均不足30顆。

其次,相較于GPS,北斗系統的各項性能也表現出了足夠的優勢,并隨著全球組網后性能有望進一步實現全面超越。北斗系統空間段采用的是三種軌道衛星組成的混合星座,與其他衛星導航系統相比抗遮擋能力更強。而且北斗系統創新融合了導航與通信能力,具有實時導航、快速定位、精確授時、位置報告和短報文通信服務五大功能。

據測,北斗導航系統定位精度為10米,測速精度為0.2米/秒,授時精度為20納秒,對比GPS系統分別為9米、0.006米/秒、40納秒。

自主可控,造福全球

美國切斷GPS對俄羅斯的服務絕非不可能,早在2018年4月美國介入敘利亞沖突時,就通過關閉敘利亞地區的GPS信號向全世界敲響了警鐘。而隨著北斗導航系統全面建成,中國的這一系統正在進入服務全球的新時代。

根據2018年發布的《中國衛星導航與位置服務產業發展白皮書》顯示,北斗衛星導航系統及兼容產品在國民經濟重要行業和關鍵領域正得到廣泛的應用,在大眾消費市場的推廣普及,對國內衛星導航應用市場的重要應用領域貢獻率達到80%以上。

比如就在昨天,我國首個地鐵北斗定位系統在北京地鐵首都機場線開工建設,這是我國目前規模最大的室內空間導航定位系統,覆蓋北京地鐵首都機場線30公里運行線路和5座車站,計劃于今年內建設完成。

據了解,北斗定位系統將使地鐵站地下空間的定位精度提高到優于2米,不僅可用于車輛調度、客運組織、應急處置等方面,同時乘客能夠使用手機地圖,通過三維立體導航實現地鐵站內復雜空間的導航定位。

另外,北斗導航除了在國內發揮重要作用外,在全球GNSS產業中的占比也有望進一步提高。早在幾年前,美國五角大樓曾就發布了關于限制中國北斗衛星導航系統在全球推廣的報告,指責中國將太空“軍事化”,為把北斗系統排斥在全球民用市場之外做輿論。

但從現在來看,真正的威脅并不在北斗,美國一而再、再而三的切斷對他國的民用領域衛星導航,從長遠來看無疑會讓其他國家萌生尋求與GPS之外的衛星導航系統合作的想法,而北斗導航憑借全面的優勢也有望更深一步進入世界GNSS產業,造福全球人類。

參考資料:

1.《北斗三號組網完成!四大黑科技吊打GPS,七個行業受益【附下載】| 智東西內參》智東西內參

2.《美國考慮切斷俄羅斯與GPS連接!好在我們有“北斗”》,后沙月光

3.《俄航天局:美國考慮切斷俄羅斯與GPS連接》,科工力量

4.《低調!中國北斗核心衛星部署完成,開啟“全球時代”!超越GPS指日可待》,物聯網智庫


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