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北斗导航背后的“野心”

2013年07月17日

南京长途大巴开始安装北斗导航

今年1月14日,交通运输部副部长冯正霖表示,9个示范省市的大客车、旅游包车和危险品运输车辆,今年3月底前80%以上安装上北斗车载终端。6月1日后,凡未按规定安装北斗导航的车辆,不予核发或审验道路运输证。江苏是9个示范省市之一,记者从南京市运管处获悉,南京首批700辆长途大巴已经准备安装北斗导航,其他车辆也将分批安装,“在规定时间内全部安装到位。”

 

专家说,大巴安上北斗后,就拥有了GPS和北斗两套系统,两者兼容,可以“互换”。就像开通了新的电视频道,可以根据兴趣爱好任选收看。“相比GPS,北斗具有独特的短报文通信,对很多用户是非常有用的。作为导航卫星系统的用户来讲,收到的卫星信号数越多,定位精度也就越高。”

北斗导航大概分三种:普通型、加强型、带视频的,“最便宜的2000元,贵一点的5000~6000元。”相关负责人透露,像长途大巴安装北斗导航主要是各运营企业掏钱,但江苏列入安装北斗导航的9个示范省市之一,政府部门到时会有一定补贴。

江苏首批车辆已准备开始安装,南京第一批有700辆,差不多3月底前装完,其他车辆将根据规定分批安装。据介绍,南京市场客车、货车共有6600辆,今后将全部安装北斗导航。

大家都知道GPS已经是一个很成熟的导航系统了,为什么还要多此一举在大巴上安装北斗导航呢?

北斗导航 中国人自己的GPS


资料图:汶川地震救灾中北斗系统单兵终端已经投入使用

2012年9月19日,我国采用一箭双星的方式,成功将第14颗和第15颗北斗导航卫星发射升空并送入预定转移轨道。据中国卫星导航系统管理办公室宣布,2012年年底前,我国还将发射1颗北斗导航卫星,完成亚太区域组网建设任务,并提升区域系统服务。2020年前后,将建成由30余颗卫星组成的北斗卫星导航系统,提供覆盖全球的定位、导航和授时服务。

中国的“北斗”与美国的GPS、俄罗斯的“格洛纳斯”、欧盟的“伽利略”一起被联合国确认为全球四大卫星导航系统核心供应商。

中国的老百姓真正开始认识北斗应该是从2008年的汶川地震开始的。随着天崩地裂的震动,基础设施和通讯设施全部被破坏,地震灾区瞬间成为了信息孤岛。

在常规通讯手段失灵的情况下,中国卫星导航应用管理中心为救援部队紧急配备了一千多台北斗卫星导航试验系统终端机。救援队利用北斗终端机的短报文功能实现了各点位之间以及点位与指挥部之间的信息联络。

GPS 长期垄断全球军用、民用市场

作为世界上第一个全球卫星导航系统,GPS长期以来独步天下,垄断了全球军用和民用市场。为确保国家安全,美国打出了“限民保军”的牌,于1984年出台了选择可用性政策,旨在通过人为施加选择性误差来降低定位精度,让精度高的军规服务只供美国及其盟国的军事用户用,对其他用户提供的则是误差大的民用服务。

由美军控制的GPS,尽管在和平时期免费提供信号,但一到战时就“变脸”。从1991年海湾战争、1999年的科索沃战争、2001年的阿富汗战争到2003年的伊拉克战争,美军对以GPS制导为主的精确制导武器的使用,从7.6%增加到68.3%。但在海湾战争期间,美国置欧洲盟友的利益于不顾,一度关闭对欧的GPS服务。这不能不让一向自视甚高的欧洲人觉得如鲠在喉。

为了能自主地掌握卫星导航系统在军事应用和国民经济上的主导权,世界各主要大国先后上马了自己的卫星导航系统。

为打破美国GPS的垄断,俄罗斯强制推广“格洛纳斯”。至2010年,俄国内已有23%的飞机、87%的船只和80%的公共交通工具使用“格洛纳斯”。

拥有自主研发的“北斗”,首先保证的是国防安全。我国大多数军民应用范畴建立在GPS之上,“一旦发生战争,美国加大民用码误差,甚至使GPS局部不可用,后果将不堪设想。”中国卫星导航定位协会咨询中心主任曹冲对记者说。这已有前车之鉴,在2008年俄罗斯与格鲁吉亚5天的战争中,美国为了向其盟友格鲁吉亚提供援助,封锁了冲突地区的GPS信号。

中国工程院院士、测绘专家许其凤举例说,某研究所曾经在我国河南某地做了个试验,用仪器干扰GPS信号,结果该地区两三天内手机全都不灵了。其原因就是我国现有的通信系统,不管是CDMA,还是TD-SCDMA通信基站,都依赖GPS的授时功能。一旦GPS失效,严重时可导致网络系统瘫痪。

美海军开发新技术探测定位针对GPS的干扰源

资料图:美军研发“芯片尺寸的原子钟”可提高GPS的抗干扰能力

近30年前,罗克韦尔·科林斯公司协助美国空军开发了GPS技术,之后在与DARPA的合同下发明了世界第一台GPS微型数字接收器。过去数年间,该公司已经研制了众多GPS产品。

现美国海军研究办公室已经授予罗克韦尔·科林斯公司一份“现代化集成化欺骗追踪”(MIST)合同,针对敌人干扰GPS信号的企图和破坏性军事行动进行定位和分类。

罗克韦尔·科林斯公司先进技术中心副主任表示:“这个项目将有助于确保武器平台和军队用户可使用关键的高频导航和时间记录服务,同时能让作战人员查明潜在威胁。”

这份三年期合同要求罗克韦尔·科林斯公司发展探测和定位试图破坏导航、通信作战能力的传输信号源的相关技术,并开发样机系统方案。第一年,该公司将开发高级算法。第二年和第三年将通过实验室试验和演示验证,执行、验证、改善相关能力。(资料来源:中国国防科技信息网)

由此可以看出,美国很深刻的意识到了GPS与军事方面的关联。美国的GPS导航垄断全球军用和民用市场对其他国家都是一种威胁。如果一味的依赖GPS导航,最终只会得到失败的收场。美国在不断研发GPS导航的同时,还不断的提高GPS的抗干扰能力。因此,北斗导航的研发与发展保证的是国防安全,是势在必行的。北斗卫星导航系统的投入使用,结束了长期单一依赖国外系统的历史,同时确立了我国在卫星导航领域的国际地位。

GPS与北斗导航相较之下双方的优势在哪里

“一般卫星导航系统只是告诉你什么时间、在什么地方。而中国的北斗卫星导航系统除了让你自己知道在什么时间、什么地方之外,还可以将你的位置信息发送出去。把短信和导航结合,是中国北斗卫星导航系统的独特发明。”专家说,北斗二代系统采取广播式服务,用户不用申请也能定位,实现如GPS般的无源定位。

精准度方面,两者的精度差距并不明显。北斗定位的误差在5-10米左右,而GPS的误差也在6-10米上下。

中国航天科技集团公司导航工程办公室主任吴东曾这样描述北斗导航系统:“北斗将导航与通信紧密结合了起来。世界上其他的全球卫星导航系统只是告诉用户什么时间、在什么地方,而北斗系统除此之外还可以将用户的位置信息发送出去,使用户想告知的其他人获知用户的情况,而这种互动性也是北斗系统最大的优势。”

事实也的确如此,目前北斗导航系统已在交通、渔业、水文、气象、林业、通信、电力、救援等行业都有了一定的应用。北斗一代自2003年底正式运行以来,到现在已注册用户数大约在10万,其中渔业应用最广,占比超过60%。渔政部门已通过北斗向渔民发送了12500条气象警报。还根据北斗反馈的定位信息,救助了渔船6艘,旅游船1艘,救助渔民27人,游客6人,危重病人1人。更有渔民称:“船上只供奉两样东西,一是妈祖,二是北斗。”北斗卫星导航系统的应用极大保障了渔船出海安全,巩固和发展了渔业生产。

GPS的优势在于,GPS有将近20年的系统运行历史。美国的GPS系统早在1994年就已经可以实现全球全天候覆盖的定位导航,1994年至今积累的运维经验和数据累积使得GPS系统在应对不同情况时的可用性远超其它导航系统,而北斗系统要到2020年卫星发射完成才能实现全球覆盖。

GPS已经形成了市场的覆盖,北斗导航是否能有立足之地

北斗在市场占有率上远远落后于GPS。根据中国卫星导航定位协会咨询中心的统计,截至2011年年底,我国北斗一代终端社会持有量为10万余套,参与北斗终端研发或销售的企业数量只有50到60家,年产值不超过4亿元;而同一时期,GPS导航终端2011年的总销售量突破4500万台,产值接近700亿元,参与企业超过6800家。北斗卫星导航系统新闻发言人、中国卫星导航系统管理办公室主任冉承其估计,GPS目前垄断国内导航产业95%以上。

同时,GPS导航系统还有一个应用大户,就是手机客户端。手机和GPS的集成已经成为了行业规则。根据咨询公司iSuppli的数据,具有GPS功能的手机在2011年第四季度就已经占全部手机的79.9%,达3.183亿台。预计在2012年,这个数据仍会提高,达到超过80%,而在所有手机中,智能手机的GPS集成率是最高的。

北斗导航系统军事上确实有用,但如果意向民用推广,则面临覆盖率低、功能尚无出彩之处、与GPS后续产品技术有差距等困难。当然,竞争道路总是曲折的,若能持续的改善产品,北斗就有希望。

北斗产业格局全面铺开

在北斗形成一定的应用规模之前,实际上现在我们国内的市场已经被GPS以及GPS的终端产品、芯片产品占领了国内市场,尤其在通信等重要领域,已经有广泛依赖性。

针对这样的形势,国家一方面在应用示范方面规划了被称之为“条条块块”的行业和区域示范应用项目。“条条”指行业,如交通、气象、电力、林业、渔业等领域有北斗应用推广示范项目;“块块”指区域,如说珠三角、长三角的北斗应用推广示范项目。目前交通部在九个省市试点推广,要求2013年1月1号以后新上牌的“两客一危”重载普货等车辆必须加装北斗双模定位终端,即北斗GPS双模定位终端;同时,通过一些优惠措施鼓励农村客运班线加装北斗的终端。

等到2020年左右北斗全球卫星导航系统建成之后,北斗系统所提供的定位精度在全球范围内将与GPS 相抗衡,而在增强区域也就是亚太地区,北斗的精度甚至会超过GPS 。

责任编辑:软糖糖

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