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北斗多重要?当年GPS升级中国上亿人的手机差点断线

12月16日,我国北斗卫星导航系统第52、53颗卫星进入预定轨道。至此,北斗三号中圆地球轨道(MEO)卫星全部发射完毕,标志着北斗三号全球系统核心星座部署完成,将进一步提升系统服务性能和用户体验,为实现全球组网奠定坚实基础。

 

2010年1月13日,国内某运营商CDMA网络出现大范围故障告警,涉及到全国多个省份,原因是美国GPS系统升级影响了CDMA的全网同步。

 

这家运营商的3G业务使用的是美标CDMA2000,若没有GPS授时则只能维持72小时的安全运行。

 

你可以想象,如果全国上亿手机用户全部断线,这将是多大的新闻。他们是怎样应对这场重大危机的呢?不是不想做,而是没啥可做。

 

GPS授时信号是关键项,这掌握在美国人手里,中国没有任何控制权,只能紧张地干等。好在GPS的升级过程还算顺利,不久系统就解除了警报。

 

国家安全的命脉不能掌握在他国手里。政府有责任做好危机防范工作,必须要有自主可控的手段,遇到危机后能顶上去。

 

美国的GPS是免费的,其高精度的军码定位也对北约开放,但欧洲还是投入了巨资搞伽利略工程。日本跟美国是军事同盟,也在搞区域性的导航定位卫星系统。

 

这些都是出于国家和民众安全的考虑,基础科技必须要有自主可控的手段。这是国际社会的共识。

 

北斗卫星系统的由来

 

中国在定位导航卫星这件事上早有规划,从上个世纪70年代就已经开始着手了,七五规划中提出了“新四星”计划,随后提出过单星、双星、三星、三到五颗星的区域性系统方案,以及多星的全球系统设想。研究、论证、再研究、再论证……从来就没有停止过。

 

上世纪90年代,终于选定以“两弹一星”元勋陈芳允院士提出的双星定位方案。只有两颗星,当然不能像美国GPS那样搞中轨道的,轨道低了覆盖面就小,两颗中轨道卫星多数时间会在中国上空以外的地方飞行,那中国还咋用呢?因此只能搞高轨道的,而且还得是静止的,这样才能妥妥地停在中国大陆的上空。

 

静止高轨道是双星定位的必须选择,在这个轨道上能与通信卫星一样完成通信任务,于是既能定位又能通信就被设计成为了北斗一代的技术特点,而GPS等其它定位导航系统都是不支持通信功能的。

北斗多重要?当年GPS升级中国上亿人的手机差点断线

美国GPS不具备北斗这样的通信功能,这不能说人家技术落后,因为美国的卫星系统是各司其职的,定位卫星和通信卫星两套系统的性能都很优异。而中国北斗一代是身兼两职,听起来功能更加全面,其实是中国把定位卫星打到了通信卫星的轨道上,自然能收获了通信这个副业。

 

由于这两颗星的轨道很高且数量少,其定位精度自然远远比不过GPS,通信功能也比国际海事卫星差得多。通信和定位啥都能干,但啥性能都不行。

 

加盟欧洲“伽利略”

 

北斗一代的使用体验比较差,那该咋往下走呢?这时中国看上了欧洲的伽利略计划,这是欧洲国家联合搞的全球定位导航卫星系统计划,中国作为第一个非欧盟国家加入了伽利略工程。

 

但后来中国越来越觉得不对劲,因为日本和印度也加入了,交的钱远比我们少,也享有基本相同的权利。这是我们不想要的,于是就痛下决心,退出伽利略工程开始发展北斗二代。

 

北斗二代计划在2020年前后发射35颗卫星,形成全球性的定位导航系统,其中有5颗是在赤道上空的静止高轨道卫星,主要完成短信任务。

 

北斗二代的规模与GPS相当,申请的轨道和频率与欧洲伽利略比较一致,这就不可避免地遇到了卫星轨道和频率争夺的问题。卫星轨道和空间频率是人类共有的资源,那该如何分配呢?国际规则是既不按国家来分,也不按人口来分,而是谁先占了算谁的。

北斗多重要?当年GPS升级中国上亿人的手机差点断线

先占先得的原则是西方发达国家制定的,他们认为这是各国都有同样机会的公平原则,理由是:你有本事你也打卫星啊,我又没拦着你,你不打是你自己的事,如果你永远不打,难道说轨道和频率还要永远给你留着?这听起来也有道理,更关键的是,即使你觉得没道理,你也没能力阻止发达国家占轨道和频率。

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