美国十次导航

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历史开讲

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前言

自20世70年代,美国研制出GPS系统以来,各国开始在导航系统领域争相竞逐,最终诞生了四大导航系统,而我国北斗系统更是其中翘楚。

但作为最早涉足这一领域的国家,美国自然不容他国插足。

1999年欧洲研制伽利略系统时,美国就曾公开表态:

“若受到威胁,美国有权击毁伽利略卫星!”

可令人诧异的是,美国从未表示要对我国北斗系统动手,这是不敢还是不能?

在北斗系统问世的背后,究竟又还有着哪些故事呢?

一 、临危受命,北斗问世

我国对北斗系统的研制,还得从GPS系统和海湾战争说起。

虽然在1973年,美国就已经开始GPS系统的设计和实验,但各国对其并不重视。

直到海湾战争,GPS系统才用事实给大家上了一课。

当时,美国已经发射15颗卫星。

以至于美国战机在没有任何地形特征指引的情况下,借助GPS系统穿越了中东西部沙漠,甚至还对伊拉克进行了外科手术式的打击。

当时美军的轰炸有多么恐怖?

据说,美国能够在数百公里外发出两枚炮弹,第一枚炮弹炸开水库大坝,第二枚炮弹直接从第一枚炮弹制造的豁口中穿进去。

火力覆盖加上精准打击,伊拉克根本没有还手之力,事后美国国防部长也承认:

“ GPS系统在我们这次行动中起到了关键作用。”

除了能在战争中充当利器,GPS系统还能成为美国在和平年代拿捏他国的手段,当年的银河号事件就是最好的例子。

当时我国一艘货轮正在航行,美国捏造船上可能带有制造化学武器的原料,要求停船检查,我国货轮自然不可能任由美方拿捏。

可谁也没想到,就在关键时刻,美国居然关掉了我国客轮的GPS导航系统。

以至于客轮不仅迷失了方向,甚至无法与外界联系,不得不在公海上漂了一个月。

如果说海湾战争给我国埋下了自主研发导航系统想法的种子,那么银河号事件就是一瓶催化剂,直接让种子生根破土。

从卫星轨道的选择到信号“快捕精跟”,再到原子钟的研发和星间链路的组成,我国科研工作者们可以说是宵衣旰食,甚至还踩过不少的“坑”。

比如2004年签署的“联合开发伽利略技术合作协议”。

我国第一笔投入就高达7000万欧元,结果欧洲居然出尔反尔,不愿意分享核心技术,实在是卑鄙。

不过最终结果是好的,历经26年的努力,我国终于成功发射了北斗1号、2号和3号系统。

不仅完成了对全球的覆盖,而且还在为全球近一半的国家服务。

要知道,时至今日世界上也只有四个全球卫星系统,分别是美国的GPS,俄罗斯的格洛纳斯,欧洲的伽利略以及我国的北斗导航。

至于日本的QZSS和印度的IRNSS,只能在局部区域使用,不纳入考量。

在全球四大导航卫星系统中,北斗系统堪称第一。

可是我们在生活中似乎很少能接触到北斗系统,反而时常听到“ GPS信号弱”,这是怎么回事呢?

二 、全面比较,北斗优胜

其实原因很简单,GPS系统占据了名字上的“先发优势”。

我们前面也提到,美国GPS导航系统是全球四大导航系统中最先问世的。

因此取名的时候直接就占用了“Global Positioning System”,也就是“全球定位系统”,以至于后来问世的全球导航卫星系统只能称之为“GNSS”。

因为听起来比较拗口,再加上GPS的名气比较大,所以当多系统混用的时候,一般用GPS代称。

目前国内在售的安卓手机,基本上都兼容多种导航系统,因此也都是北斗用户,只不过我们平时很少听到“北斗”这个名字罢了。

那么问题来了,我国北斗系统和美国GPS系统相比,究竟如何呢?

从卫星数量上看,两者相差不多,甚至我国北斗系统更胜一筹。

因为根据官网显示,美国GPS系统一共由24颗中轨道卫星组成。

而我国北斗3号卫星系统就有30颗卫星,其中除了24颗中轨道卫星外,还有6颗高轨道卫星。

这6颗高轨道卫星主要服务于亚太地区,无论是定位还是通讯,都大有裨益,这也解释了为什么北斗系统能够后来居上。

从定位精度上来看,我国北斗系统同样比美国GPS系统更出色。

导航系统的精准度,很大程度上要取决于头顶卫星数量,在全球任意区域,GPS系统每时可见的卫星都在 4~11颗。

而北斗系统则要根据不同区域来看。

在亚太地区,北斗系统每时可见的卫星在12~16颗,其他区域则一般为4~6颗,总的来说比GPS系统更为出色。

至于北斗系统的作用,那就太大了。

之前獐子岛扇贝事件中,我们就是通过对采捕船只卫星定位数据进行采集,最终才还原了采捕船只的真实轨迹。

还有汶川救灾、测量珠峰以及灾情预警等等,随着时间的流逝,北斗系统的使用和强悍越来越深入人心。

这也难免会让人去想,美国什么时候会坐不住呢?

毕竟,美国称霸全球的野心有目共睹,而卫星系统在其中发挥的作用不言而喻。

在欧洲研发伽利略系统时,美国也是多有阻挠。

先是美国空军副部长彼得参与起草了一份文件,声称要应对这份威胁,后来美欧还专门就此在英国伦敦召开一次会议,双方谈得很不愉快。

美国官员威胁欧盟官员,说美国会在必要时击毁伽利略卫星,欧盟官员也回怼:

“即使伽利略系统被运用于军事,被应用于一些国家对美国的战争,我们也不会切断或者干扰伽利略卫星的信号!”

而美国为了维持太空霸权,当时提出了很多设想。

比如说太空轰炸机、能在96公里高的太空中发射的导弹、激光打击武器以及两支太空军队等等。

既然美国和欧洲当初争得那么凶,那么为什么北斗问世后美国反而淡定了呢?

三 、三大原因,投鼠忌器

美国之所以如此“淡定”,原因主要有三个:见多了、不重视、有顾忌。

首先是“见多了”,美国如此重视导航卫星系统,主要是因为想实现太空霸权。

而各国也都看清了这一点,为了打破美国幻想,各国都开始了卫星系统的研发。

欧盟1999年提出发射30颗卫星,组成伽利略系统的时候,美国是“一枝独秀”,为了维持自身优势,美国自然要打压伽利略系统。

可是随后几年,卫星系统如同雨后春笋一般的冒了出来,比如说俄罗斯的格洛纳斯系统,以及我们上面提到的日本和印度的局部卫星系统。

有这些系统为我们“分担火力”,我国的北斗系统问世时,压力自然大大减小。

其次是“不重视”,北斗系统在研发时很低调,美国由于心理优越感并不重视。

因为在研发北斗系统之初,我国就已经实现了技术闭环,所有零部件都可以自主生产。

所以美国对我国北斗系统缺乏了解,直到北斗系统问世才大吃一惊。

与之相对的就是华为了,与北斗系统不同,华为的发展走的是博采众长之路。

所以从2G到5G的发展过程中,一直在吸收前沿技术,也格外受到美国瞩目。

眼见华为直接在5G上实现反超,美国坐不住了,一如当年制裁中兴通讯一样,在国际上对华为进行了制裁和封杀。

只不过,最后事情的发展并不如美国预料那般,美国手段用尽也没能达成目的,最后还是不得不宣布同意美企和华为在5G技术标准方面展开合作。

美国连华为都制裁不了,更不用说制裁我国北斗系统了,根本有心无力。

唯一的办法就是采取武力方面“制裁”,而这恰恰涉及到了第三点——“有顾忌”。

就当下而言,击毁卫星的手段主要分为两种,物理碰撞以及激光破坏。

毫无疑问,美国具备这方面的能力,但问题是中国同样也具备。

就光说物理碰撞,2007年我国就曾发射过一枚反卫星导弹,直接击毁了废弃的风云1号气象卫星。

虽然那颗卫星所处轨道高度一般,但也足以证明我国实力。

如今又过去了15年,无论是在导弹领域、激光领域还是其他武器领域,我国都取得了长足的突破,这是美国不敢贸然动手的重要原因。

毕竟美国或许能够击毁我国的北斗卫星,但我国也可以击毁GPS卫星作为报复,如此一来很容易鹬蚌相争被他国得利。

再者说,经过几十年的发展后,新中国的综合国力和国际地位不断提高,早就不容美国拿捏。

没有正当理由应对我国诘问,美国更不敢贸然攻击我国卫星。

在无法攻击北斗系统的情况下,美国是否会放弃称霸太空的野心呢?

答案是否定的,“星链计划”就是最好的证明。

四 、星链计划,北斗前景

2015年,马斯克宣布要将约1.2万颗卫星发射到太空轨道,以此来提供高速互联网服务。

并预计后期还要再增加3万颗卫星,而这就是“星链计划”。

虽然马斯克口口声声说,这个计划主要服务于互联网,不会被运用到战争中去。

但实际上还是严重损害了各国利益,并且威胁到了各国的安全。

首先,地球近地轨道空间本就有限,马斯克发射那么多卫星后,空间将更拥挤,卫星碰撞的风险也将大大增加。

这并非危言耸听。

2019年星链44卫星就差点撞上欧航局风神气象卫星,要不是欧洲航天局及时给卫星变轨,两颗卫星都已经变成了太空垃圾。

2021年,我国空间站在面对星链卫星时也曾两次紧急变轨,结果美国还不认账。

其次,马斯克发射的大量卫星,对天文观测和探索也有不好影响。

在星链计划开始前,在轨的人造卫星不过2千颗左右。

就这光污染和太空垃圾问题都已经够让人困扰了,更不用说星链计划后卫星数量还要翻20倍。

最后,也是最重要的一点,星链计划在客观上加强了美军作战能力。

不仅加强了美国本土和海外的链接,同时也加快了美国的太空争霸步伐。

仅目前而言,美国陆军和空军就已经分别与太空探索技术公司展开了合作,准备把星链计划运用到军事中去。

这跟马斯克说的“商业卫星网络”有明显出入。

综上所述,美国虽然没有对我国北斗系统出手,但争霸太空的脚步却从未停止,我国接下来应当作出充足应对,当然,北斗系统同样不容忽视,它不只是卫星导航系统,还有十分光明的前景。

举例来说,北斗系统未来可以和微电机、传感器以及多种无线通信技术相合,从而为各行业提供更加广泛而智能的位置服务。

北斗系统也可以和物联网或者输电网相结合,从传统的信息网络转变为信息物质交融的泛在网络,做到实体空间与虚拟空间的相合。

此外,北斗系统还可以和传统服务业深度融合,在电子商务物流方面交通分享,以及在移动互联网、金融等等方面取得突破。

总的来说,我国在北斗系统方面还有“深耕”的余地,未来可以朝全面超越、替代GPS卫星系统方向努力,争取占到更大的市场份额。

要知道,全球卫星导航市场每年产值至少有2700多亿美元,而过去至少有90%的产值都被美国占据,这也是我们要大力发展北斗系统的一个重要原因。

只是有一点要注意,因为卫星是有寿命的,而北斗卫星的寿命普遍在八年左右,所以要想长期维持北斗系统,还得定期发射卫星进行补充或替代。

不过考虑到我国卫星的技术体系在不断更新,这种卫星更换肯定是利大于弊。

随着时间发展与技术进步,北斗系统精度和广度会越来越好,自身也更受欢迎。

回顾我国北斗系统和GPS系统的纠葛,以及我国在研制北斗系统过程中的艰辛,我们不得不感慨,还是要发展国家实力,“落后就要挨打”是亘古不变的道理。

由衷的希望,我们的祖国能越来越强盛,在各项技术上也能实现追赶与超越,缔造更加辉煌的明天。

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