美国要切断对俄罗斯的GPS服务?“北斗”可否顶上?
作者 | 物联网智库2022-03-22

根据“今日俄罗斯”19日的报道,俄罗斯航天局局长罗戈津透露称,作为西方对俄罗斯制裁的一部分,美国正在考虑切断俄罗斯与GPS的连接。

美国要切断对俄罗斯的GPS服务?“北斗”可否顶上?

最近俄乌军事冲突的升级可把美国忙坏了,一边要在这场战争中假意和事,一边又要激化双方矛盾不断扇风拱火,还把“拉偏架”这门艺术表演到了极致,最典型的莫过于让“科技武器化”趋势越来越明显。

而就在近日,科技制裁的“战火”似乎又要烧到全球卫星导航系统GNSS(Global Navigation Satellite System)领域了。根据“今日俄罗斯”19日的报道,俄罗斯航天局局长罗戈津透露称,作为西方对俄罗斯制裁的一部分,美国正在考虑切断俄罗斯与GPS的连接。

美国要切断对俄罗斯的GPS服务?“北斗”可否顶上?

不过罗戈津也表示,就算华盛顿动用了这种手段,俄罗斯人也不应该“过于紧张”,因为俄罗斯拥有自己的格洛纳斯(GLONASS)定位系统。这一系统能够连接到每一部智能手机,而且正在运行中。

看着来自俄罗斯的底气,国内网友在网上也掀起了一阵关于“北斗”的讨论,这件事恰恰证明了中国研发“北斗导航系统”的先见之明和极端重要性,如果不是国家痛定思痛做出自己的导航系统,我们大概率也难免会在未来某个时间陷入被动境遇。

另外,如果俄罗斯当真从GPS中被踢出局,无疑对GPS的全球对推广蒙上了一层阴影,反而可能会加深中俄在全球卫星导航领域的合作,促进北斗在全球民用领域的推广。而据公开资料显示,2018年11月7日,中俄之间就批准了格洛纳斯和北斗导航系统的合作协议(非军事领域)。

缘起苏联,今朝撕脸

1957年10月4日,苏联向太空中发射了全球第一颗人造地球卫星,这颗卫星在开创了人类新纪元的同时,也悄悄影响了大洋彼岸一项重大工程的进展。

针对苏联卫星的升空,美国方面表现出极高的重视度。一位名叫比尔·盖伊的数学家和一位名叫乔治·威芬巴赫的物理学家在霍普金斯的应用物理实验室里发现了这颗卫星的频率出现了偏移,经过研究发现是相对运动引起的多普勒频移效应。

他们发现,如果在地面上架设多部接收机,就可以根据接收到的信号的不同频差推算出这个卫星的具体位置。

而彼时的实验室主任弗兰克·麦克卢尔也正在忙着一项极为隐秘的工作,他要为海军做一项研究,内容是五角大楼如何知道茫茫大海中军舰的具体位置。当盖伊和威芬巴赫将实现了对苏联卫星的多普勒定位跟踪研究结果告知弗兰克时,一个逆向思路出现在了弗兰克的脑海中。

美国要切断对俄罗斯的GPS服务?“北斗”可否顶上?

在反复研究低、中、高轨道利弊后,美国的GPS系统在1978年向太空发射出了第一个卫星,到1994年,24颗中轨卫星组成的GPS系统完成了全球组网,并在次年投入运行。GPS系统分为军用和民用两种定位模式,民用为全球开放模式,全球任何国家都可以接入GPS系统进行定位。

不过,随着今天西方国家对俄制裁不断加码,俄罗斯与GPS系统的连接很可能也将止步于此。

美国要切断对俄罗斯的GPS服务?“北斗”可否顶上?

实际上,除了以上提到的美国GPS系统和俄罗斯GLONASS系统之外,欧洲还有伽利略GALILEO系统,再加上中国的北斗(BeiDou Navigation Statellite System),共同形成了当今四大全球性覆盖的卫星导航系统。其中,GPS系统是全球使用最为广泛、商业模式最为成熟的卫星导航系统。

因而尽管罗戈津提到,除了GPS之外,俄罗斯还可以使用自己的格洛纳斯定位系统也能够连接到每一部智能手机,但在民用领域格洛纳斯定位系统毕竟还存在一定的缺陷,才必须用GPS系统作为补充。

而相对来说,北斗导航系统虽然是后来者,但却是当前发展最迅速的全球卫星导航系统,也是目前可以唯一可以与GPS正面交锋的全球卫星导航系统。

有事不怕,北斗也行

从1994年中国启动北斗一号系统工程建设,到2000年第一颗北斗导航试验卫星上天,再到2020年6月23日北斗三号最后一颗地球静止轨道卫星升空,中国在自建全球卫星导航的路上走了二十多年。

  • 2000年试验系统阶段,中国成功发射两颗地球静止轨道卫星并投入运营,建成北斗一号系统为中国提供服务;

  • 2012年区域系统建设阶段,北斗二号系统建成开通,卫星发射数量达到14个,开始在亚太地区提供卫星定位服务;

  • 2020年全球覆盖系统建设阶段,北斗三号全球组网开始,随着2020年6月23日北斗三号最后一颗地球静止轨道卫星的成功升空,北斗系统建成了向全球输出定位服务的能力。

到目前为止,北斗导航卫星已经积累了足够登顶全球四大导航卫星之首的性能优势。

美国要切断对俄罗斯的GPS服务?“北斗”可否顶上?

首先,在2018年、2019年高密度发射之后,北斗在轨卫星数量已经超越了其他三大系统。根据格洛纳斯卫星系统官方数据显示,截止2020年6月15日,北斗导航系统卫星数量为48颗,而美国GPS卫星数量为32颗,GLONASS和GALILEO的在轨卫星则均不足30颗。

其次,相较于GPS,北斗系统的各项性能也表现出了足够的优势,并随着全球组网后性能有望进一步实现全面超越。北斗系统空间段采用的是三种轨道卫星组成的混合星座,与其他卫星导航系统相比抗遮挡能力更强。而且北斗系统创新融合了导航与通信能力,具有实时导航、快速定位、精确授时、位置报告和短报文通信服务五大功能。

据测,北斗导航系统定位精度为10米,测速精度为0.2米/秒,授时精度为20纳秒,对比GPS系统分别为9米、0.006米/秒、40纳秒。

自主可控,造福全球

美国切断GPS对俄罗斯的服务绝非不可能,早在2018年4月美国介入叙利亚冲突时,就通过关闭叙利亚地区的GPS信号向全世界敲响了警钟。而随着北斗导航系统全面建成,中国的这一系统正在进入服务全球的新时代。

根据2018年发布的《中国卫星导航与位置服务产业发展白皮书》显示,北斗卫星导航系统及兼容产品在国民经济重要行业和关键领域正得到广泛的应用,在大众消费市场的推广普及,对国内卫星导航应用市场的重要应用领域贡献率达到80%以上。

比如就在昨天,我国首个地铁北斗定位系统在北京地铁首都机场线开工建设,这是我国目前规模最大的室内空间导航定位系统,覆盖北京地铁首都机场线30公里运行线路和5座车站,计划于今年内建设完成。

据了解,北斗定位系统将使地铁站地下空间的定位精度提高到优于2米,不仅可用于车辆调度、客运组织、应急处置等方面,同时乘客能够使用手机地图,通过三维立体导航实现地铁站内复杂空间的导航定位。

另外,北斗导航除了在国内发挥重要作用外,在全球GNSS产业中的占比也有望进一步提高。早在几年前,美国五角大楼曾就发布了关于限制中国北斗卫星导航系统在全球推广的报告,指责中国将太空“军事化”,为把北斗系统排斥在全球民用市场之外做舆论。

但从现在来看,真正的威胁并不在北斗,美国一而再、再而三的切断对他国的民用领域卫星导航,从长远来看无疑会让其他国家萌生寻求与GPS之外的卫星导航系统合作的想法,而北斗导航凭借全面的优势也有望更深一步进入世界GNSS产业,造福全球人类。

参考资料:

1.《北斗三号组网完成!四大黑科技吊打GPS,七个行业受益【附下载】| 智东西内参》智东西内参

2.《美国考虑切断俄罗斯与GPS连接!好在我们有“北斗”》,后沙月光

3.《俄航天局:美国考虑切断俄罗斯与GPS连接》,科工力量

4.《低调!中国北斗核心卫星部署完成,开启“全球时代”!超越GPS指日可待》,物联网智库




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2022-03-22