記者

中國(guó)為什么要研制北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)？

孫家棟

衛(wèi)星導(dǎo)航、通信、遙感是航天技術(shù)運(yùn)用的三個(gè)主要領(lǐng)域。在人們?nèi)粘Ｉ詈蛧?guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)當(dāng)中，總需要不斷地問(wèn)“在哪里”、“什么時(shí)間”兩個(gè)問(wèn)題，人類90%以上的信息都與時(shí)間、空間相關(guān)。衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)的作用就是給人類提供時(shí)間坐標(biāo)和空間坐標(biāo)。時(shí)空信息深入到人類生產(chǎn)生活的各個(gè)領(lǐng)域，跟用水用電一樣不可或缺，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)設(shè)施。就像停水停電影響城市生活一樣，衛(wèi)星導(dǎo)航服務(wù)一旦失效，國(guó)家的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行就要受到很大的影響。 在日常的運(yùn)作中，天上的衛(wèi)星也有可能出現(xiàn)這樣那樣的毛病，影響到地面的導(dǎo)航服務(wù)。因而，中國(guó)需要掌握自主、獨(dú)立、可控的衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)。
 

目前，美國(guó)的GPS系統(tǒng)研發(fā)較早，已經(jīng)覆蓋了全球。但許多國(guó)家已看到了自主可控的問(wèn)題，除中國(guó)外，俄羅斯、 歐盟都在搭建全球性衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，形成了衛(wèi)星導(dǎo)航的“四大家族”。日本、印度也加緊搭建自己的區(qū)域性衛(wèi)星系統(tǒng) 。近日，日本成功發(fā)射第三顆導(dǎo)航衛(wèi)星“引路”3號(hào)；印度亦試圖發(fā)射全球定位衛(wèi)星IRNSS－1H，以替代在軌的一顆故障衛(wèi)星，但發(fā)射失敗。
 

必須要強(qiáng)調(diào)的是，要獨(dú)立自主掌握衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)是有很大的難度的。中國(guó)的航天事業(yè)起步很早，但為什么直到上世紀(jì),90年代才開(kāi)始搞衛(wèi)星導(dǎo)航？這是因?yàn)樾l(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)龐大，需要技術(shù)的積累。一旦建起來(lái)以后，用戶量是相當(dāng)大的，別說(shuō)停機(jī)，瞬間的使用效率不好都不行。不僅僅是建起來(lái)就完事了，要不斷地發(fā)展。這需要付出上千億的經(jīng)濟(jì)代價(jià)，也體現(xiàn)了國(guó)家的決心。
 

2012年，我國(guó)區(qū)域性的“北斗二號(hào)”完成衛(wèi)星組網(wǎng)，目前正在搭建全球覆蓋的“北斗三號(hào)”。
 

按照計(jì)劃，“北斗三號(hào)”衛(wèi)星的發(fā)射采取“一箭雙星”的辦法。今年下半年發(fā)射3-4次，對(duì)應(yīng)的衛(wèi)星數(shù)目就是6-8顆。我國(guó)航天系統(tǒng)有很嚴(yán)格的質(zhì)量把關(guān)制度。“北斗三號(hào)”的衛(wèi)星研制生產(chǎn)工作都按照計(jì)劃在正常運(yùn)行。我在想，衛(wèi)星的生產(chǎn)一步一步走來(lái)，今年有可能保持三次以上的發(fā)射的。

記者：

從8月初開(kāi)始，中國(guó)和俄羅斯專家進(jìn)行了兩國(guó)導(dǎo)航衛(wèi)星的聯(lián)合在軌試驗(yàn)，用兩周時(shí)間研究評(píng)估北斗和格洛納斯系統(tǒng)沿“絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶”的導(dǎo)航條件。如何評(píng)價(jià)這次中俄合作試驗(yàn)對(duì)中國(guó)北斗產(chǎn)業(yè)、對(duì)全球衛(wèi)星導(dǎo)航格局的影響？

孫家棟

在逐步建立自主的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)后，我國(guó)還要回答一個(gè)問(wèn)題，就是對(duì)GPS、其它衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)要有什么樣的態(tài)度。
 

總的思想是“兼容”，是不排斥。衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵，在于地面技術(shù)的應(yīng)用。世界各大衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)都很重視地面應(yīng)用。對(duì)地面應(yīng)用來(lái)說(shuō)，信息數(shù)據(jù)量越大，處理精度就越高；信息來(lái)源越多可靠性就越強(qiáng)。比較理想的情況是，信息源中有自主可控的，地面導(dǎo)航設(shè)備平時(shí)接收多種信息源，實(shí)現(xiàn)高精度定位服務(wù)；一旦某顆衛(wèi)星因正常調(diào)試或工作故障而出現(xiàn)錯(cuò)誤信號(hào)，導(dǎo)航設(shè)備能夠第一時(shí)間剔除錯(cuò)誤信號(hào)，保障正常工作；如果遭遇特殊情況，自主可控的信息源也能保障基本的時(shí)空信息服務(wù)。
 

這次中俄合作試驗(yàn)，主要是要測(cè)試北斗和格洛納斯兩個(gè)系統(tǒng)的兼容和互相操控問(wèn)題。實(shí)際上，GPS、北斗、格洛納斯、伽利略四大平臺(tái)的交流還是比較緊密的。這四個(gè)導(dǎo)航系統(tǒng)在軌衛(wèi)星加起來(lái)，幾年后將達(dá)到120顆左右。這也意味著許多國(guó)家上空，同時(shí)有20-30顆衛(wèi)星。如果這四個(gè)系統(tǒng)能很好地兼容，可想而知地面應(yīng)用設(shè)備的定位質(zhì)量將 精準(zhǔn)到什么程度。衛(wèi)星的兼容，涉及頻譜、軌道的協(xié)調(diào)，相當(dāng)于商量你走這條車道、我走那條車道，目前協(xié)調(diào)起來(lái)難度還不是很大；但互相操作顯得有些復(fù)雜，與獨(dú)立自主有一定沖突，不太容易協(xié)調(diào)。
 

具體到中俄專家的聯(lián)合試驗(yàn)，技術(shù)交流對(duì)中國(guó)和俄羅斯都有好處。相比較而言，中國(guó)的電子元器件發(fā)展比俄羅斯走得前一些；而俄羅斯有著很強(qiáng)的航天科技基礎(chǔ)，又是橫跨亞歐大陸的大國(guó)，中俄合作可以讓北斗系統(tǒng)掌握更多的地面基站信號(hào)源，從而提高導(dǎo)航的精度。這對(duì)我國(guó)推廣“一帶一路”倡議、服務(wù)“一帶一路”沿線國(guó)家是比較有利的。 我國(guó)正在搞覆蓋全球的“北斗三號(hào)”工程，服務(wù)“一帶一路”沿線國(guó)家將是未來(lái)我國(guó)北斗導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)展的主要方向之一。