6月23日上午,北斗卫星导航系统最后一颗卫星成功发射,我国提前半年完成了北斗系统的部署,中国人有了自己的卫星导航系统。今天我们继续这个话题,聊聊卫星导航系统,以及北斗系统背后的恩恩怨怨和励志故事。
01
卫星导航系统并不是一个近年来才有的新鲜事物。早在上个世纪60年代,美国为了给自己的北极星核潜艇解决在外执行任务时的导航问题,就着手研制世界上第一款军用卫星导航系统,取名“子午仪”。
系统于1964年交付海军使用,并于1967年向民众开放(当然精度降低),一直服役至1996年才正式退出历史舞台。
“子午仪”带有很强烈的试验性质——试验卫星导航的可行性。由于它无法定位高度信息,定位精度也不甚理想,因此可行性试验完成后,它就已经做好了让位的准备。服役仅仅3年后,接替者出现,那就是大名鼎鼎的GPS全球定位系统(Global Positioning System)。
无论是科研、军用还是民用,GPS发挥的作用是有目共睹的,没有GPS,我们的生活难以想象。
但过于依赖,也意味着被卡脖子。一旦非常时期,美国关闭了GPS信号,大家的境遇可想而知。
比如,1993年被美国强行搜查的中国“银河号”货轮,就是因为被美国切断了该片区域导航而无法行进,坐等美国搜查。
而在战争时期更加明显——毕竟导弹导弹,就是能导航的炸弹,失去导航,极端情况下将沦为废铁。比如,2003年伊拉克战争时期,美国关闭了对伊拉克的GPS服务,伊拉克国内瞬间混乱,更别说关键的导弹了。
所以,未雨绸缪,除了美国外的很多其他国家,都在积极研发自己的导航系统。
俄罗斯自不用说,用美国的设备,安全性上不说,面子上首先就过不去。他们的系统,叫格洛纳斯(GLONASS),是全球卫星导航系统(GLOBAL NAVIGATION SATELLITE SYSTEM)的缩写。
欧洲人也不傻,几百年打打杀杀下来,最深刻的体会就是“没有永远的朋友,只有永远的利益”。所以即使跟美国关系再好,也不得不留一手,免得太受制于人。比如在民用客机领域的空中客车(著名的空客A380)、火箭领域的“阿里亚娜”,都是欧盟摆脱美国的代表作。而这次他们的导航系统,叫伽利略卫星导航系统(Galileo satellite navigation system),满满的情怀。
我们中国呢?早在上世纪80年代,我们就开始探索适合中国国情的卫星导航系统发展道路。受“银河号”事件刺激,1994年北斗一号正式立项,我国提出了建设北斗一号、二号、三号系统,从覆盖国内到覆盖亚太,再到覆盖全世界的“三步走”战略。
但是北斗系统其实并不是我们的唯一选择,甚至有段时间不是首选。最后历经坎坷终于诞生,背后是一段扬眉吐气的励志故事。这还得从我国与欧盟、与伽利略系统的恩恩怨怨说起。
02
伽利略卫星导航系统计划首次出现于1999年欧盟一份报告。经过西方特有的争吵扯皮后,2002年项目才正式启动。
2003年,欧洲便迫不及待地邀请中国参与研制。对于他们而言,中国意味着政治牌面,意味着强大的科研潜力,意味着广阔的市场,最重要的是,意味着可观的资金投入。
而对于当时的中国,意义就更特别了。
从技术层面上讲,当时北斗系统还处于北斗一号的探索阶段,仅发射了3颗试验卫星,困难还很大,技术瓶颈还很多。与欧洲合作集中力量研制伽利略系统,可以充分发挥欧洲先进技术储备优势,在最短时间内获得能与美国抗衡的卫星导航系统,并在此过程中提升我国的科研能力,为后续北斗研制积累技术经验。
从效益层面上讲,伽利略系统主打民用,定位精度能达到1米,而GPS则为10米(目前为5米)。有人戏说,GPS只能找到街道,伽利略则能找到门牌号。伽利略系统对国民经济发展具有更大优势,前期拥有股权、管理权,后期将产生难以估量的价值。
从政治层面上讲,冷战结束后,西方仍对中国采取限制政策,最为明显的就是对华武器禁运——高精尖技术设备,尤其是军事武器不向中国出口,企图以此卡死中国(今日美国对华为的围剿,对中国高新技术发展的钳制,亦是这种思想的现实表现)。而与欧洲合作,能缓解紧张关系,逐步消除禁运令,为中华民族崛起营造更好环境。
如此想来,怎有拒绝的理由。
于是,2004年,中欧爽快地签订了合作协议,双方进入了合作婚恋期。当然,嫁妆是中国承诺出资2.3亿欧元(约18.4亿元人民币)。
中欧合作,原本是一条捷径,是共赢的选择,但是在“搅屎棍”美国的干涉下,风向突然变了,事情走向了让人惋惜的结局。
2005年,“伽利略”首颗实验卫星发射成功,项目进入了新的阶段,原本是可喜可贺的事情,但中国没有心情庆贺。
原来,当时欧洲的政治已经开始转向,不少亲美政客上台,负责研发的欧洲航天局与美国“破镜重圆”,对中国态度也来了个180度转弯,从欢迎转变为排挤——在钱照收的情况下,欧洲以知识产权保护为借口,不允许中国进入决策机构,甚至连研发也不得参与,只有成功后的系统使用权。
近20亿的慷慨投入和尽释前嫌的满满诚意,换来的是无法参与决策争取正当利益,也不能接触核心技术积累经验,这种白眼狼的行径,让中国大为恼火。“帝国主义亡我之心不死”,毛主席的话又一次应验。
欧洲人认定中国没有独立研发卫星导航系统的能力,肯定会屈服。在百般交涉无果的情况下,我们终于下定决心:欧洲人背信弃义,那我们自己搞,争一口气!
2006年11月,中国对外宣布,将正式开发自己的全球卫星定位系统,第二年,覆盖全球的北斗二号系统计划正式对外公布。
北斗二号的横空出世,给了趾高气昂的欧洲人当头一棒,而0.5米级的精度,更加让他们震撼不已。但是,计划归计划,只有谁先落地,谁才能笑到最后。于是,围绕求知与进步,围绕荣誉与气节,一场惊心动魄的激烈竞争拉开了序幕。
03
第一场争夺战,在频率。
频率是卫星导航系统最稀缺的资源。好的频率,能提供最优质、最稳定的传输通道。要想实现全球精准定位,取得合法的频率使用权是根本前提。
美国、俄罗斯由于起步早,抢先占据了最好的L频段,而他们“用剩下”的次级频率,便成了中欧厮杀的战场。
中国、欧洲分别于2000年4月、6月向有关国际组织提出该频率使用申请,按照“谁先使用谁先得”的国际法原则,只要在提出申请后的7年内发射卫星,先使用便能被承认合法拥有。
于是,一场生死时速上演。
当时伽利略系统无论是技术储备还是项目进展,都比北斗有优势,2005年其首颗实验卫星成功上天,如果此时它占用频率,那意味着中国在频率争夺战中失败了,北斗前功尽弃!
谁也没想到的是,欧洲没这么做,原因很简单——没钱开通频率。而后,第二颗实验卫星更是因为资金问题宣布推迟发射。
天赐良机!
中国马不停蹄,于2007年4月上旬成功发射北斗2号首颗卫星,并成功占用频率。此时距7年时限,还剩4小时。
2010年,不甘心的欧空局多次来北京谈判,要求中国使用别的频道,理由是他们前期一直按此频率设计,投入了大量资金,不能改。
荒唐!无耻!
欧洲人投的钱是钱,中国人投的钱就不是钱?
在中国的严词拒绝下,欧空局被迫接受了中国提出的频率共用理念。
第一仗,赢了!
接下来的争夺战,更加精彩。中国组建的30万人的庞大团队,以不服输、争口气的精神,开挂前进。
西方禁止出口至关重要的原子钟,我们咬咬牙,自己研制出来了!
没法在全世界布置地面基站,我们用星间链路技术代替,反而使定位精度提升2倍!
“龙芯”的投入使用,解决了卫星的心脏病问题!
北斗3号核心元器件以及所有单机部件实现100%国产化,“卡脖子”的情况再也不会出现了!
2009年,北斗三号启动。
2012年,北斗二号14颗卫星组网成功,开始为亚太地区提供服务,第二步战略达成!
2015年,北斗三号第17颗卫星升空,北斗由区域运行开始向全球运行拓展;
2020年6月23日,北斗三号最后一颗卫星进入预定轨道,北斗系统实现全球组网,“三步走”战略正式达成!
26年风雨征程,我们向世界宣告:西方世界的封锁只会让我们越来越强大!
26年磨一剑,北斗系统成功之时,便是华夏儿女扬眉吐气之日!
反观高傲的欧洲,由于德国意大利的争吵、经济危机的影响、技术问题等,原计划于2008年建成的伽利略系统,直至2011年才发射第一颗卫星,而且用的还是俄罗斯的“联盟号”运载火箭。
2016年12月,在勉强发射18颗卫星后,伽利略系统才启动“初始服务”。可短短一个月后,当初卡住不卖给中国的原子钟,有9台罢工,占总共72台的12.5%。
去年7月,伽利略系统更是出现24颗卫星全面崩溃、初始导航和计时服务中断的重大事故,一周之后才恢复正常,原因却令人大跌眼镜——管理混乱下的人为失误。
当初欧洲对我们傲慢无礼,如今我们已让他们高攀不起。
这就是北斗速度,这就是中国骄傲。
北斗系统只是中西方全方位竞争的一个缩影。在5G、芯片、可控核聚变等各领域,中西方的竞争也越来越激烈。
无论如何,我们必将坚定复兴梦想,于无声处较量,在负重中前行。
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