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应用广泛 产值目标4000亿 “现在的北斗试验系统已经在科学上、渔业中、救灾中以及国防领域做出了很大的贡献，未来将在社会生活管理、农业、交通以及工程和科学技术中做出更大的贡献。”中国工程院院士、中国卫星导航学术年会科学委员会执行主席刘经南对北斗系统给予高度评价。“当区域系统和全球系统建成以后，北斗的威力将成倍增加，将具备和GPS完全一样的功能。” 刘经南表示，北斗能作为GNSS（由GPS、GLONASS、GALILEO以及北斗共同组成的全球卫星导航系统）一员参加全球板块运动监测，这是发现和预测地震的一个最重要的手段；在工程技术上，比如在航天方面将为各类遥感卫星提供精密轨道位置等，也可以对一些桥梁、大坝等工程的微小变形进行监测；在民航航路管理和导航、飞机着陆等方面会起到关键作用，特别在陆地交通，如智能交通、路况信息管理、道路堵塞治理、车辆监控和车辆自主导航方面有着广泛的应用前景；北斗的实时精密定位还可以应用于土地和农田管理，使农业机械能够以0.1米的定位精度实现对农田的精密耕作。 “从成本来看，北斗导航的系统建设成本一定比GPS便宜，用户的成本也不会比GPS贵；再从市场看，如果中国人都用上自己的北斗，这本身就是一个非常庞大的市场。”在与国外的导航系统进行比较之后，中国科学院院士杨元喜对北斗的“钱景”非常乐观。“2009年我国卫星导航产业全年产值为400亿元，2010年年产值为500亿元，但是北斗产品仅占总市场份额的5%，而且主要以北斗一代产品为主；北斗导航部署完成全球系统还要经过10来年的时间，需要大量经费投入。经过详细的估算，2015年北斗卫星导航市场预计达到年产值15002000亿元，2020年北斗卫星导航市场预计达到年产值4000亿元，年复合增长率达到40%以上。”刘经南说。 四分天下 北斗面临重重挑战 尽管“钱景”一片光明，但是北斗卫星导航系统工程副总设计师、中国空间技术研究院科技委副主任李祖洪认为，基于国内外的复杂局势和发展现状，我国的北斗导航系统正在面临3大挑战。 据杨元喜院士介绍，目前全球上空已有32颗GPS卫星美国、22颗GLONASS卫星俄罗斯，还有2颗实验的伽利略卫星欧洲，而目前我国已成功发射8颗北斗导航卫星。李祖洪分析指出，美国GPS系统正经历现代化，即GPS-III，预计2025年完成；俄罗斯GLONASS系统正经历复兴计划，预计2020年完成；欧洲GALILEO系统正在部署验证系统，预计2018年完成。“我国北斗卫星导航系统走向世界将面临着国外GPS、GLONASS和GALILEO的激烈竞争，面临诸多挑战。” 第一个挑战是部署进度的比拼。4大全球系统部署的时间进度是个重大考验，捷足先登是成功的第一步。GPS在这方面遥遥领先，GLONASS正在恢复建设中，GALILEO遭遇资金困境，北斗系统若要抢占市场，在系统部署方面面临挑战。“目前世界上，尤其是中国这个市场，95%的市场让GPS给占领了，将来转过来用自己的北斗还有一个过程。” 李祖洪说。第二个挑战是卫星性能的竞争。导航卫星设计和研制水平决定着系统的性能，目前北斗卫星设计已经达到国外导航卫星水平，在未来发展中要不断自主创新，争取在国际导航卫星研制领域处于领先地位。第三个挑战是系统发展的博弈。面向未来，卫星导航系统需要持续的发展建设，以满足用户更高的使用要求；需要国家持续的经费投入、人才培养、产业推广，以确保我国北斗卫星导航系统在未来发展与国际竞争中占据优势地位。 “我相信，中国制造还是能够做好的。中国北斗卫星导航系统，将以具备世界先进水平的性能进入国际全球卫星导航系统的大家庭。”李祖洪强调。 自主创新 芯片国产化进程加快 业内人士认为，北斗二代导航系统的建立将快速拉动北斗二代导航芯片、导航终端、授时设备、基于位置的信息系统和运营服务等相关卫星应用市场的快速增长。但目前影响北斗产业规模化发展的除了北斗天基体系之外，最主要的制约因素是具有核心知识产权的接收机芯片的设计和制造尚存在不足。 中国工程院院士刘经南曾经强调，北斗卫星区别于其他系统的重要特色就是，还具备通讯（短信息）的功能。对此，北京广嘉创业电子技术有限公司相关负责人指出：“北斗二代终端如果只提供定位功能，就不需要功放；如其需要支持通信、授时等功能，则加上北斗一代功放即可。在设计上，北斗二代射频芯片设计比北斗一代芯片要简单一些，因为北斗一代终端需要收发功能，而北斗二代终端只需定位功能即可。” 据了解，目前国内有几家企业已涉足北斗二代射频芯片的研发，如北京广嘉、西安华讯等，北斗二代基带芯片参与者众多，包括上海复控华龙、和芯星通、北京星桥通、泰斗以及西安华讯等。申银万国（证券公司）分析人士指出，我国不少研究机构主要是中电集团和航天科技集团、企业包括中国卫星、北斗星通、国腾电子、东方联星等都展示了自主知识产权的北斗多模芯片，“但作为规模化生产的产品，北斗芯片将最终成为23家企业垄断竞争的格局。技术实力、管理水平、客户资源是决定企业最终谁能胜出的关键因素。” 中国卫星导航系统管理办公室主任冉承其曾经表示，北斗的终端芯片预计年内可投入生产，能同时接受来自北斗卫星和GPS的两种信号，成本与只接收GPS信号的芯片相差不多。这种同时接收两种信号的北斗终端机，可使定位结果更加准确可靠。北斗卫星导航系统将提供开放和授权两种服务类型，其中，开放服务向大众用户免费提供，定位精度10米。 据了解，目前中国已明确了在对于涉及国家经济、公共安全的重要行业领域，必须逐步过渡到采用北斗卫星导航兼容其他卫星导航系统的服务体制。对此，北京北斗星通导航技术股份有限公司董事、海南北斗星通信息服务有限公司董事长赵耀升在接受媒体采访时表示，在兼容其他卫星导航系统时，技术上不存在太大的问题，主要是进行GPS和北斗基带芯片、射频芯片的集成，通过芯片化将复杂的器件和软件集成，国内不少企业和研究院所已在开展此方面的研究和开发。“但目前北斗卫星组网还没有完成，系统体制还没有发展起来，只有到北斗卫星组网成功，应用发展起来了，实现广泛的兼容性才具现实性。”也有业内人士对北斗民用产业发展非常乐观，“以通信、电力为代表的命脉行业需要卫星系统授时保证全网同步运转，民用导航需要自主卫星服务来降低成本。因此，不排除国家采用类似家电下乡的模式推动北斗民用产业发展”。中国质量报卫星定位决定战争胜负 美军打仗一刻也离不开卫星应用于军事并不新奇，但卫星能在实战中发挥不可替代的作用，乃至改变现代战争的作战样式，则是在它开发出了可靠、高效的导航定位功能之后。美军近年频频对外用兵，GPS都立下了汗马功劳。从一定程度上讲，美军也正是仰仗卫星导航系统，才得以在全球范围到处打仗。科索沃战争中，空袭所用导弹和炸弹大多是GPS制导，大大提高了命中精度，飞机投放武器的距离也更远，使载机更加安全。另外像B-2战略隐形轰炸机，本身就采用了GPS进行导航定位。美军首次在实战中应用GPS定位系统，便取得了良好效果。海湾战争中，美军将GPS接收机安装在装甲车和直升机上，还使用了一万多个只有香烟盒那么大的“斯巴藤”GPS接收机，可以装在口袋中，不用向导部队也不会迷失方向。据称，多国部队也正是通过GPS系统提供的精确位置计算等情报后，才迂回绕过伊拉克共和国卫队，直插前方薄弱环节，形成前后夹击态势。海湾战争后，在科威特的扫雷人员广泛使用了GPS设备来测定雷场，它能将地雷的位置精确到一平方米以内。在战场内，共清扫了175万颗雷、弹，创造了现代战场扫雷的一大奇迹。“战斧”巡航导弹，也是沾了卫星导航系统的光，才得以如此风光。现在“战斧”已经改用GPS作为制导方式，不仅将导弹发射的准备时间缩短到几十分钟，并真正实现“发射后不管”。另外，卫星导航系统对特种作战也意义重大。由于它具备全天候地连续、隐蔽定位的优点，尤其是一次定位时间仅需几秒到十几秒，并且使用者不需发射任何电磁信号、只要接收卫星导航信号即可。因此，特种作战部队无需无线电静默就已部分地保持了与指挥机构的联系，无需呼叫就可以获得战术支援，并且可以随着战场变化随时确认理想的行动路径。GPS系统独霸全球美军可用其威胁别国1957年，苏联第一颗人造卫星升空后，美国研究人员偶然发现，卫星所发出的电波具有定位功能。1960年，美国第一颗导航卫星“子午仪”升空，开始了导航卫星的新时代，但在后来使用中暴露出很多弱点。1973年，美调集陆海空三军力量，开始研制全球定位系统GPS，经过20年的不断完善，耗资200亿美元后，该系统终于在1994年全面建成。据介绍，GPS系统由空间部分、地面控制部分和用户接收设备三部分组成。空间部分由21颗GPS卫星和3颗备份卫星组成，在地球上的任何地点、任何时间，都可以通过接收机同时收到来自4颗卫星的信号；共有5个监测站来跟踪监测每颗卫星的轨道运行情况，并将有关信息发回到控制中心进行处理；用户接收部分，即GPS接收器，用来接收卫星发出的位置、时间等信号。GPS所以能进行定位，是通过测定由3颗卫星发出的信号至测定点接收到信号所需要的时间，计算出测定点到3颗卫星的距离，再根据各卫星当时所处的位置信息，就可计算出测定点的经纬度。据悉，GPS系统卫星都装有30万年内误差不超过一秒的原子钟，分别以粗码和精码连续不断地向地球发送时间和位置信息。其中，粗码供民用，精码提供给军方使用。精码一次定位精度为15平方米，经过多次定位，其精度可达一平方米以内，可用于向陆地上的部队、装甲车和火炮提供精确的位置，为海上的舰艇、海港领航员和空中的飞机导航，还可为太空中的航天器和导弹提供精确的位置。据悉，GPS目前为世界各国所采用，美国从中赚取了巨额利润。但是，为防范某些国家军队利用GPS威胁美国，美国只向外国提供低精度的卫星信号，对美军则提供最精确的信号。于是，一旦需要，美国可随时切断向某些国家发送的信号，使这些国家的飞机、舰船等陷于“瘫痪”。 “北斗”系统的军事用途-“北斗”卫星导航定位系统基本上是以满足商用服务为主，虽然目前军事用途仍有限，不过其仍具有雄厚的军事应用潜力，这也是大陆未来发展重点。理由很简单，虽然大陆卫星导航定位应用近年来发展迅速，但是绝大多数的军民应用范畴都是建立在美国GPS之上。一旦发生战争，美国关闭GPS或加大民用码误差，对大陆而言，后果不堪设想，所以大陆必须末雨绸缪，发展自主的卫星导航定位系统。 其实“北斗”卫星导航定位系统的军事功能与GPS类似，如：飞机、导弹、水面舰艇和潜艇的定位导航；弹道导弹机动发射车、自行火炮与多管 窗体顶端窗体底端火箭发射车等武器载具发射位置的快速定位，以缩短反应时间；人员搜救、水上排雷定位等。不过，因运作方式不同，“北斗”卫星导航定位系统有一些GPS没有的军事功能，其中最重要的就是部队的指挥管制。 由于“北斗”卫星导航定位系统的简短通信功能可进行“群呼”，如集团用户中心发出的各种指令经“北斗”指挥型用户机上传至“北斗”卫星接着转给地面控制中心，再经出站链路传至“北斗”卫星向目标用户转发，使得集团用户中心可对其下属用户进行指挥调度。另外，当用户提出申请或按预定间隔时间进行定位时，不仅用户知道门己的测定位置，而月-共调度指挥的上层单位或其他有关单位也可得知用户所在位置。这项功能用在军事上，意味着可主动进行各级部队的定位，也就是说大陆各级部队一旦配备“北斗”卫星导航定位系统，除了可供自身定位导航外，高层指挥部也可随时通过“北斗”系统掌握部队位置，并传递相关命令，对任务的执行有相当大的助益。换言之，大陆可利用“北斗”卫星导航定位系统执行部队指挥与管制及战场管理。由于“北斗”卫星导航定位系统是双星系统，因此，共用户接收器只能测得二维(平面)的定位数据。用户若位于海平面上，因高度为零，可以直接求得三维(平面和高度)的定位数据；但用户若位于陆地或空中，就需要利用地面控制中心的数值地图资料厍或用户自备的测高仪才能求得用户的高度，并进一步确定用户的三维坐标。若控制中心的数值地图数据库数据不够准确，尤其是要拿到非本国的地理精确数据并不容易，定位出的位置数据就会有问题。“北斗”卫星导航定位系统用户的定位申请要送回地面控制中心，经由中心控制系统解算出用户的三维位置资料之后再发回用户。无线电信号从地面发出，经卫星返回地面的上下行时间约为0.240.28秒，从用户接收器应答测距信号到接收定位结果，信号经过两次上下行链路的传送，时间约需0.56秒，加上中心控制系统的计算时间，整个定位时间约需1秒钟，即用户接收器约可在1秒钟完成定位。这1秒的定位时间对飞机、导弹这种高速运动的用户嫌时间长，会加大定位的误差，因此，若要利用“北斗”卫星导航定位系统进行精确定位，以车辆、船舶等慢速运动的用户较适合。由于“北斗”卫星导航定位系统的客户端耍请求定位服务时，必须发出应答信号，即“有源应答”，如果使用者是军方单位就会使自身失人隐蔽性，且这个定位服务要求的信号也可被敌方定位?收来自地面控制中心的询问信号，也要发出应答信号，因此，整个系统的同一时间内服务用户的数量便受用户可使用的通信频率数量、询问信号速率和用户的响应速率等条件的限制，所以“北斗”卫星导航定位系统的用户设备容量是有限的，每秒钟只能容纳150个用户。虽然每个客户端都有专用识别码，不过一旦被破解，很容易使整个系统被敌人或有心人士以伪冒信号加以饱和，使系统瘫痪或者是传送假信息，迷惑友军。由于“北斗”卫星导航定位系统中地面控制中心扮演着系统关键角色，如：承转卫星信息、解算用户位置等，因此，一旦地而控制中心被毁，整个系统就不能运作了，这也是“北斗”系统的致命伤。“北斗”卫星导航定位系