目前,中国自主研发的本土卫星导航系统“北斗”已经成功发射了约21颗导航卫星,北斗功臣谭述森也在74岁高龄成为院士,据老人回首中国卫星导航22年攻关历程,可谓是一路艰辛。然而,在国人为此自豪的同时,我们要看到美国空军的GPS系统已经发射到第三代,尽管仍然存在一些技术问题,但仍是中国导航人追赶的目标。
美国的GPS系列卫星目前已经发展到GPS Block III标准,能够携带激光后向反射装置,够跟踪卫星轨道上独立的无线电信号,解决星历误差造成的卫星钟差。由于2010年发射的第一颗Block IIF卫星在2014年出现了技术问题,美国政府问责办公室将其归咎于使用了“不成熟技术”,2011年发射的第二颗IIF卫星三个原子钟之中的铯钟也出现故障,虽然由于是备用装备没有对系统运行产生影响,但是美国空军召开了铯钟故障专题研讨会,防止故障卫星发射入轨。GPS III的激光后向反射装置已经在欧洲伽利略卫星和俄罗斯GLONASS系统采用,美国空军计划用第35和36号两颗较早型号的GPS卫星进行实验。
北斗导航系统的应用领域
说起GPS III,其实它是美军军民通用型装备的杰出代表。2008年,洛克希德•马丁公司获得15亿美元的Block III系列卫星研发合同,设计寿命15年,比Block IIF增加了25%,能够提供比现役GPS卫星更精确的信号,是第一颗提供新型L1C民用信号的GPS卫星,与欧洲伽利略卫星具有同样的功能。为避免Block IIF系列出现的问题,洛克希德•马丁公司为研发美军未来的新一代GPS III卫星导航系统开发了“非飞行卫星测试平台”(GNST)。GNST是一个全尺寸的GPSIII卫星工作模型,可以模拟真实卫星的通信和识别功能。GPSIII导航卫星可以通过这些测试,对之前型号卫星进行更大的升级,将具备更好的抗干扰能力和更高的精度,满足美国军方的作战需求,当然也将为民用GPS用户提供更好的服务。
2013年,洛克希德•马丁公司开始“非飞行卫星测试平台”的无回声试验和热真空室评估。2013年第三季度,美军将GNST安装在C-17运输机上,在丹佛空军基地进行了一系列试验,之后又在卡纳维拉尔角进行了静态测试,演示了验证组装和发射前集成。在卡纳维拉尔角的测试中,GNST实验平台成功与GPS地面控制系统实现了联通,使用当前GPSIIR、IIR-M的IIF卫星常用的飞行硬件模拟程序,测试还验证了接收机跟踪GNST发出的导航信号的能力。洛克希德•马丁公司副总裁马克•斯图尔特曾在空间分公司参加GPS IIR和IIR-M卫星建造,他表示最近进行的试验将帮助公司获得制造合同。
美军的势头固然强劲,但是中国的发展也非常喜人。“北斗”成功切莫自满,细数美军GPS新卫星技术。
中国北斗卫星导航系统(BDS)是中国自行研制的全球卫星导航系统,继美国全球定位系统(GPS)、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统(GLONASS)之后,这种第三个成熟的卫星导航系统从2012年12月27日开始有了空间信号接口控制文件正式版1.0,正式对亚太地区提供无源定位、导航、授时服务。
2013年12月27日,正式发布了《北斗系统公开服务性能规范(1.0版)》和《北斗系统空间信号接口控制文件(2.0版)》系统文件。2014年11月23日,国际海事组织海上安全委员会审议通过了对北斗卫星导航系统认可的航行安全通函,这标志着北斗卫星导航系统正式成为全球无线电导航系统的组成部分,取得面向海事应用的国际合法地位。该系统将于2018年具有面向“一带一路”沿线国家的服务能,2020年形成全球服务能力。
那么,北斗在军事上的应用非常吸引真军迷的关注,从北斗的解决方案中我们可以看出,智能交通、智能巡查、战场环境监测、应急救援、精密授时等内容都能够应用到解放军部队的武器装备领域。比如“北斗的实时精密定位也将应用于土地和农田的整理和管理,将北斗终端装在拖拉机和收割机等农业机械上,能够以0.1米的定位精度实现对农田的精耕细作。”
这句话中的0.1米就是北斗导航系统的实时定位精度,在轨的北斗系统卫星将达到16颗,具有覆盖亚太地区的导航授时和短信服务能力。中国的武器现代化水平和打击能力从侧面公开的信息能够分析出一定的端倪,比如提升农业精密耕作程度的北斗终端安装在在中国东风系列战略战术导弹比如东风-31A上,无疑可以以0.1米的精度进行精确打击。这意味着什么?意味着中国导弹可以实现千里穿杨、万里穿杨,成为真正的神射手,卫星导航能力似可与美军媲美!
如果这些还是理论探讨,那么中国最先进的卫星定位系统北斗系统“已经最先入驻军车管理系统”,则是最现实的军事运用。比如,北斗系统已经安装到了某津某备区的自家军车上,这些军车管理系统“统一使用军车ETC,安装北斗二代卫星通信系统,即可将油料指标写入军车综合保障系统,也可及时定位和监控军车的行进和停靠状态。
2.3HGZH-01型北斗指挥机
一次某干事带车准备出场,没想到由于该车北斗监控有超速的不良记录、未经动用审批,让他吃了“闭门羹”。某安某备区每辆军车也都装有车载北斗监控系统,军车一旦有例如超速行驶等违章问题发生,监控系统就会将信息实时传递给部队值班室,由部队值班室办理军车违章的后续相关事宜。这些事实都证明,北斗已经在军车管理上有了实际运用,相信在不远的将来,解放军武器系统也能更多地多北斗系统上获取更强的作战能力。