今年,中国北斗全球系统将全面建成。中国将打破GPS长达25年的垄断,不再受到GPS的威胁。而美国为了阻止中国发展导航系统,联合欧盟进行打压制裁,最后却被中国反制,坑死了欧盟。
中国提出发展北斗
为了解决海军舰艇的定位导航问题,自1957年人类发射第一颗卫星开始,美国海军就着手卫星定位方面的研究工作,产生了子午仪卫星导航系统,尽管子午仪卫星导航系统得到了广泛的应用,并显示出巨大的优越性,但在实际应用方面仍存在缺陷,如观测时间较长,定位精度不高,只有经纬度,没有高程。
鉴于子午仪卫星导航系统存在的缺陷,美国国防部制定了现在的GPS(全球卫星定位系统)方案,该方案耗资120亿美元,由24颗卫星组成,这些卫星分布在互成120度的轨道平面上,每个轨道平面平均分布8颗卫星。
GPS由美国国防部控制,可提供军民两种服务。军码定位精度10米,仅供美军及盟友使用;民码定位精度20米左右,平时向全球开放,战时能实施局部关闭。 由于GPS对社会开放,因此各类接收机、测量设备如雨后春笋般涌现,并广泛应用于各行各业,彻底改变了传统的定位导航方式。
由于GPS对军事、生活具有极为重大的意义,为了防止被美国卡脖子,尤其是在战争中,如果一旦GPS关闭,中国就成了瞎子。
所以出于种种的考虑,1985年,中国提出建设北斗一号系统,“两弹一星”元勋孙家栋获聘第一任北斗卫星导航系统总设计师。
当时中国在导航技术上极为薄弱,可以说基本上是从零起步,两弹一星元勋陈芳允院士创造性提出了“双星定位”建设方案,即:把地心视为一颗虚拟卫星、再发射两颗地球同步卫星构成星座,实现对区域内地面目标的快速定位。
而谭述森院士则创造性地提出了集定位、通信和授时三大功能于一体的工程建设方案,不仅将“双星定位”理论变为工程现实,还创造了北斗卫星导航系统的独特功能——位置报告和短报文通信,这样使用北斗系统不仅可以知道对方的位置,还能通过70个汉字的短报文进行联系,就像发短信一样,这是美国GPS、俄罗斯格洛纳斯都没有的功能。
而此时,欧洲也提出了要发展“伽利略”导航系统,其目的是摆脱欧洲对美国全球定位系统的依赖,打破其垄断。因为目的一致,所以当时技术发展还十分薄弱的中国便想要和欧洲合作。
中欧合作,美国插手,想阻止中国北斗系统发展
频率资源是不可再生的空间战略资源,建设卫星导航系统一定需要频率,这是最基础的。北斗建设之初,卫星导航大国已把频率资源瓜分殆尽,并意欲把我国排挤在“卫星导航俱乐部”之外。北斗面临无频可用的严峻局面。
2000年,世界无线电通信大会在伊斯坦布尔召开,其中的一项议题差点使北斗系统胎死腹中:几个国家提出删除某些频率,其中就包括北斗一代系统用于位置报告业务的频率,而此时迫于某国的压力,一些在预备会议上承诺支持中国的国家临时“倒戈”。如果没有其他国家支持,北斗一代的频率很可能会被删除。
谭述森院士和参会代表赵晓东经过仔细研究,发现其中被删除的某些频率是俄罗斯使用的,所以他便积极接触俄罗斯参会人员,双方快速达成协议,互相支持,最终使该提议被大会否决,北斗频率保卫战初战告捷。
另外当了解到欧盟也有为伽利略系统申请新频率的意愿时,谭述森指示赵晓东与欧盟洽淡合作,在谭述森院士的带领下,经过周密准备、主动出击、积极斡旋、艰苦谈判,我们创造性提出卫星导航信号兼容性评估准则,证明了北斗与其他卫星导航系统频率重叠时互不影响,论证了与欧盟频率共用的可行性。
2000年4月17日,中国北斗和欧盟伽利略系统同时成功申报,得到了新的频率资源,中国也因此解决了频率难题。按照国际电联规则,必须在7年有效期内成功发射导航卫星。
2003年,在中国刚刚完成“北斗一号”系统的时候,“伽利略计划”正式启动。
这个时候欧洲正式邀请中国加入“伽利略”计划之中,中国接受了欧洲的邀请,一方面是出钱学技术,为发展我国自己的北斗导航系统奠定基础,另一方面,想通过参与该计划打开欧洲市场。
2003年,双方经过仔细商谈,中国将投资2亿欧元(约合人民币20亿),参与该计划的卫星研制、技术开发、地面设施和用户服务。该协议使中国成为第一个充分参与该计划的非欧盟国家,中国将因此对“伽利略”拥有20%的拥有权和100%的使用权。
然而中欧的合作却再次引起了美国的嫉恨,一旦中欧两国建成了自己的导航系统,那美国GPS将无法维持霸主地位,美国利用欧盟内部利益分配问题,从中作梗。
欧盟与美国达成了协议,1、同意修正之前拟定的与美国GPS相近的发射频率,以便投入使用后产生信号冲突的可能性降至最低限度。2、因为技术重新修正花掉了一大笔钱。作为回报,美国人同意在技术上支持伽利略。
这种情况下,中国虽然是投资方,却惨遭排挤,欧盟很多核心技术的研究都把中国排除在外。中国当时知道想让欧洲人分享导航技术无望,于是在2005年提出让欧洲提供“原子钟”核心技术,但还是惨遭拒绝,并且把中国踢出了项目之外。
可是欧盟怎么样也没有想到,居然会被中国反将一军。
中国反将一军,美国打压失败,反坑死欧盟
2007年4月14日4时11分,北斗二号首星从西昌卫星发射中心发射升空,成功进入预定轨道。两天后的16日20时许,北京清晰接收到来自这颗卫星的信号。这一刻,距离国际电联规定的频率申请失效最后期限不到4个小时。
因为北斗二号把轨道和频率都占上了,由于频率覆盖问题,除非中国事先同意,否则“伽利略”常规公共服务信号便无法用于军事目的。
中国在2009年发射三颗“北斗”二代卫星,正式启用该频率,欧盟彻底失去了对频率的所有权。
中国率先抢占了频段的使用权,让欧洲的“伽利略”计划难以继续,而中国则继续自己的北斗二号系统研发,当时欧洲不愿意给中国提供原子钟技术,中国就自主开发研制出天稳定度达到10-14量级的原子钟,授时精度50纳秒,300万年只有1秒误差,彻底打破了他国垄断。
需要指出的是,当时北斗二号首星刚进入轨道不久,就受到某国大功率复杂电磁干扰,信号接收成功率不足50%。要是不解决,即将组网的10多颗卫星发射计划将无限期推迟,将严重影响中国北斗二号系统的建设。
在关键时刻,航天专家王飞雪立了军令状,在3个月内,拿出了具有超强抗干扰能力的卫星载荷,将我国北斗卫星抗干扰能力整整提高了1000倍。王飞雪曾说:“实力,你必须拿出自己的看家本领,让世界看到你的实力。”
王飞雪和其团队研究工作
不到3个月,他和团队拿出了具有强大抗干扰能力的卫星载荷,一举攻克强干扰环境下高精度测距这一世界难题,使卫星抗干扰能力提升1000倍。
欧盟怎么样也没有想到,以为自己拿了中国的钱,收了美国的技术,会是两头大赚。谁知道却被中国反将一军,而美国也抛弃了自己的盟友,美国还加快技术更新,新一代GPS等技术指标均反超“伽利略”,“伽利略”逐渐丧失了技术相对领先的优势。
可以说欧盟被美国坑地死死的。
2019年5月17日23时48分,我国在西昌卫星发射中心用长征三号丙运载火箭,成功发射了第四十五颗北斗导航卫星。该卫星是我国北斗二号工程的第四颗备份卫星,至此,我国“北斗二号”区域导航系统建设圆满收官,“北斗”二号在技术上比“伽利略”更先进,定位精度甚至达到0.5米级,令欧洲人都深受震撼。
2019年12月16日,北斗三号面向全球导航服务的最后一组MEO卫星——第52、53颗北斗导航卫星终于落子于北斗“大棋盘”的中圆地球轨道。至此,北斗三号在该轨道上规划的24颗卫星已全部到位,标志着全球系统核心星座部署完成,将为全球用户提供性能优异的导航服务,以及全球短报文通信、国际搜救等特色服务。
而欧盟的伽利略系统却时时出事,2019年7月14日,伽利略系统技术故障导致部分导航服务中断。 直到 2019年8月18日,"伽利略"卫星定位系统恢复正常。
总结
早在2009年,欧洲航空航天局专家领衔的代表团飞抵北京,代表欧盟的伽利略卫星导航系统,请求与中国展开频率争议谈判。欧方官员以频率是从美国人手里花“血本”获得,而且欧洲人的“伽利略”系统早已按此频率进行技术设计现已无法修改为由,力压中国北斗系统“搬迁”到其他频道上,但是我们已经占得先机,怎么可能答应。
直到2015年的时候,中国已经开始了“北斗三号”系统的建设,欧盟才被迫接受了中国卫星导航定位应用管理中心提出的频率共用理念,同意在国际电联框架下完成卫星导航频率协调。
2016年12月,欧洲的“伽利略”卫星定位系统才终于投入使用。欧盟非常兴奋地宣告,“伽利略”定位系统将向全球提供免费服务。欧洲依赖美国、俄罗斯和中国定位系统的时代结束了。
但其实早在2014年的时候,中国的卫星导航与位置服务产业总产值达到了1343亿元人民币,欧洲“伽利略”计划就又跑来想和我们合作,不得不说,三十年河东,三十年河西。
不管怎么样来说,从北斗发展史来说,相信美国的鬼话一般是没有好下场的。
今年,中国再发射2-4颗卫星后,北斗全球系统建设将全面完成。和GPS相比,中国在进一步提升全球导航定位授时性能和区域短报文通信服务能力的基础上,增加了全球短报文通信、国际搜救、星基增强、精密单点定位等服务能力。
中国的“北斗”系统一旦建成,也会提供给美国“亲切”的朋友古巴、伊朗等国家提供服务,给予美国以亲切的问候与服务。
从85年立项,全球组网,中国整整花了35年的时间,而这离不开一大批优秀的航天技术人才的努力,才可以让中国在与美欧的大国博弈之下获胜,成功建设北斗系统,从此不再受GPS的威胁,中国也拥有了属于自己的“眼睛”。
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