北斗：中國的，世界的

江曉原++黃慶橋++李月白

在當今中國，大概多數人都知道GPS，因為它神通廣大、應用廣泛，中國的車主都很喜歡它。但如果你提起“北斗”（BDS），知曉的人要少得多。其實，GPS也好，“北斗”也好，都是利用人造衛星來實現對地球表面物體的精確定位，簡稱衛星定位導航系統。只是GPS由美國主導，并在全世界使用了二十多年，而“北斗”系統則由中國主導，還在建設完善之中。

那么，定位導航系統除了能在開車時給我們導航，它還有哪些鮮為人知的功能呢？在人們已經習慣使用GPS的時候，為什么中國要下大本錢去搞“北斗”呢？只有了解這些問題的答案，才能對我們深入理解國家安全大有助益。

GPS與海灣戰爭

對于全世界而言，1991年的新年注定沒有歡樂，是因為海灣戰爭的發生。1月17日，在聯合國安理會的授權下，以美國為首的多國部隊對伊拉克發起進攻，目的在于恢復科威特的國家主權。這場戰爭歷時42天，以伊拉克最終接受聯合國660號決議并從科威特撤軍而結束。

海灣戰爭爆發時，美國GPS 系統尚在加緊建設中，還未完全建成，但美國軍方果斷地提前將其投入使用。當時美軍的導航衛星只有15 顆，每天提供15小時的服務。令人驚訝的是，即便是只有15顆衛星、還不成熟的GPS 系統，也顯示出強大的威力。在中東的茫茫沙漠中，GPS為美軍提供了精確定位服務，以致美國國防部長理查德·切尼說：“GPS對戰爭的勝利起到重要作用，伊拉克絕對不會想到，在沒有任何地形特征的情況下，我軍能夠勝利地橫穿西部沙漠?！盙PS還為美軍強大的空中力量提供精確制導服務，在美軍的高密度空襲中，GPS為數百架戰機提供精確導航，特別是提高了美軍F-16和B-52戰機的攻擊精度，隱身戰機和巡航導彈幾乎也全部依靠GPS來選擇隱蔽的進攻路線。也就是說，GPS已經成為美軍現代武器系統的重要組成部分。因此，在海灣戰爭之后，美國果斷地（當然也是世界上第一個）用衛星定位導航系統取代陸基無線電系統，作為海、陸、空軍事力量的主要導航手段。

以GPS為代表的高技術在戰爭中的巨大威力，給全世界以巨大的震撼。

“北斗”的前世與今生

或許有人要問，人家美國的GPS不僅對全世界是開放的，而且還是免費使用的，中國還有必要燒錢去做這樣一個系統嗎？況且我們做的可能還不如美國GPS好，這不是費力不討好嗎？

其實，美國GPS免費使用完全是其技術特點決定的。GPS是單向通信體制，與廣播電視塔類似。比如，廣播電視塔只管發射信號，到底是有1臺收音機接聽還是有1萬臺收音機接聽，廣播電視塔是不知道的。GPS系統亦是如此，24顆工作衛星只管不停地向地面發射信號，具體是誰在接收并使用這些信號，它是根本不知情的，既然不知情，那又如何收費呢？而GPS免費的結果則是在全球形成巨大的市場，依托這套系統會產生新的國際性產業，美國本來就是超級大國，GPS免費帶來的產業化和商業化顯然有利于美國。另外，GPS免費會形成一股強大的國家軟實力，這顯然也是符合美國國家利益的。

如果我們貪圖省事和便宜，在中國的軍事系統上安裝美國的GPS，后果則是災難性的。這是因為美國GPS開放的只是民碼，定位精度本來就比美國軍方使用的軍碼差了10倍。更重要的是，萬一跟美國人打起了仗，人家順手就把GPS民碼停掉，可是你已經很依賴 GPS，甚至連指南針都丟了，那時可就真的抓瞎了。即便美國不停GPS，但給你發個欺騙碼，那么瞄準美國的導彈就可能飛到自家陣地上，這就更可怕了！即便是民碼，咱們也不能只依賴美國的GPS，誰能保證美國未來不在GPS的使用上設置障礙？一旦與美國關系緊張，誰能保證美國不在GPS的利用上刁難咱們？誰能保證美國不會利用GPS搜集情報、竊取商業機密？所以說，不管是中國的軍事系統，還是在社會生活各個領域，絕不能完全依賴美國的GPS，一旦形成依賴，就會像吸毒者一樣無法自拔！后果自然也是災難性的。因此，中國除了發展本國的衛星定位導航系統，別無選擇。

中國人所熟知的“兩彈一星”工程中的“一星”，就是指人造衛星。新中國人造衛星的研制歷史可以追溯到1958年。1970年4月12日成功發射第一顆人造衛星，“東方紅”樂曲響徹太空，傳遍世界。

第一顆人造衛星發射成功以后，通信衛星、氣象衛星、定位導航衛星等就都進入決策層視野?！捌呶濉币巹澲忻鞔_提出了“新四星”計劃，隨后提出過單星、雙星、三星、三到五顆星的區域性系統方案，以及多星的全球系統設想?？傊?，出于國防安全的需要，中國的定位導航衛星經歷了研究、論證、再研究、再論證的過程，中國科學家對于它的研究從來就沒有停止過。

20世紀80年代初期，陳芳允（中國衛星測量、控制技術的奠基人之一，中國科學院院士）提出了雙星定位方案，但因經濟條件等種種原因被擱置下來。1991年海灣戰爭是個重大轉折點，在美國GPS的激勵下，擱置十年的雙星定位方案得以啟動，被稱為“北斗”導航試驗系統（也叫“北斗一代”）。之所以選擇這樣一個雙星定位方案，而不是像美國GPS那樣搞30顆衛星的大工程，主要是考慮到當時的國情。當時的中國既沒經驗又沒有錢，剛起步時不宜冒進，必須逐步積累以取得研制經驗。如果一上來就玩大的，搞不好要出問題。然而發射兩顆星的局限性很快就顯現出來。因為只有兩顆星，所以必須搞高軌道，因為軌道低覆蓋面就小。不僅只有搞高軌道，而且還得是靜止的，這樣才能使兩顆星安穩地停留在中國的上空為中國服務。高軌道衛星有一個很大的問題，就是定位精度不高，加之只有兩顆衛星，所以其定位精度自然遠遠比不過GPS。1990年以來，在GPS的反襯下，中國“北斗一代”因性能不強而飽受詬病。在已有經驗的基礎上適時啟動“北斗二代”系統，于是勢在必行。中國在21世紀之初建成“北斗”導航試驗系統，盡管它的性能并不強大，但對于中國來說，卻有著特殊的意義，因為它使我國成為繼美、俄之后世界上第三個擁有自主衛星導航系統的國家。

根據《中國“北斗”衛星導航系統》白皮書，中國“北斗”的建設實施“三步走”發展戰略：

第一步，建設“北斗一號”系統（也稱“北斗”衛星導航試驗系統）。1994年，啟動“北斗一號”系統工程建設；2000年，發射兩顆地球靜止軌道衛星，建成系統并投入使用，采用有源定位體制，為中國用戶提供定位、授時、廣域差分和短報文通信服務；2003年，發射第三顆地球靜止軌道衛星，進一步增強系統性能。

第二步，建設“北斗二號”系統。2004年，啟動“北斗二號”系統工程建設；2012年年底，完成14顆衛星（5顆地球靜止軌道衛星、5顆傾斜地球同步軌道衛星和4顆中圓軌道衛星）發射組網?！氨倍范枴毕到y在兼容“北斗一號”技術體制基礎上，增加無源定位體制，為亞太地區用戶提供定位、測速、授時、廣域差分和短報文通信服務。

第三步，建設“北斗”全球系統。2009年，啟動“北斗”全球系統建設，繼承“北斗”有源服務和無源服務兩種技術體制；計劃2018年，面向“一帶一路”沿線及周邊國家提供基本服務；2020年前后，完成35顆衛星發射組網，為全球用戶提供服務。

經過多年艱苦努力和持續探索，中國“北斗”系統的發展建設也形成自身的特色優勢：一是“北斗”系統空間段采用三種軌道衛星組成的混合星座，與其他衛星導航系統相比，高軌衛星更多，抗遮擋能力強，尤其是在低緯度地區性能特點更為明顯。二是“北斗”系統提供多個頻點的導航信號，能夠通過多頻信號組合使用等方式提高服務精度。三是“北斗”系統創新融合了導航與通信能力，具有實時導航、快速定位、精確授時、位置報告和短報文通信服務五大功能。

中國的“北斗”經略

與美國GPS首先用于軍事系統相同，中國“北斗”自然也首先用于中國的國防系統。畢竟，保家衛國是“北斗”的第一要務，這一點無須諱言。換句話說，“北斗”系統也有軍用與民用之分。軍用，當然是指中國人民解放軍專用，筆者在此略而不論。至于民用，則是面向國際和國內兩個市場?，F實的問題是人們已經習慣使用GPS導航，甚至在一定程度上形成依賴，人們為什么要改變習慣轉而使用“北斗”呢？針對國內和國際兩個不同的市場，中國采取了不同的策略。

先看如何拓展國內市場?！氨倍贰痹趪鴥仁袌龅拈_拓，其實就是四個字：一是“強制”，二是“補貼”。

所謂強制，就是政府鼎力支持“北斗”，在某些行業和領域強制安裝“北斗”系統的終端產品。中國已規定政府機構必須使用“北斗”，包括公安、救災、旅游等部門。最有代表性的就是在“兩客一?！鄙习惭b“北斗”產品終端。所謂的“兩客一?！?，是指從事道路班線客運、旅行包車、危險貨物運輸車輛。交通部規定，“兩客一?！北仨毎惭b電子定位裝置，并將運行信息接入全國聯網聯控系統。在交通管理部門的監控大屏幕上，車輛的運動狀態一目了然，這對改善中國交通狀況的意義是不言而喻的?！皟煽鸵晃！钡姆秶€在不斷擴展，警車、公務車、校車也將逐漸被納入“北斗”定位系統之中，這對于保障行車安全、監控公車私用等，都具有重要意義。

然而，強制的范圍畢竟有限，僅限于政府和涉及公共安全的特殊部門。人們習慣了GPS，轉用“北斗”是既勞神又傷財的一件事情。因此，要想讓老百姓接受“北斗”，就必須采取新的辦法，政府補貼就走向了前臺。

對安裝、使用“北斗”的用戶給予免費或補助。此外，政府還鼓勵科研院所與企業聯合，從事與“北斗”相關的終端產品開發，并給予資金支持或減免稅收?！氨倍范钡募夹g體制與GPS差不多，由GPS轉向“北斗”并不難，在政府激勵政策的刺激下，在中國很多地方，已經形成了圍繞“北斗”系統的高科技產業園區，這種戰略性新興產業，為解決中國“北斗”衛星定位導航系統“最后一公里”的應用問題注入活力。

“北斗”系統在國際市場上的推廣，也有兩個重點：一是兼容，二是從亞太地區突破。

所謂兼容，即中國“北斗”系統是與世界其他衛星導航系統兼容共用的全球衛星導航系統。中國在國際國內市場上推廣的“北斗”終端產品，至少兼容互操作GPS和“北斗”兩套系統，并深入推進與俄羅斯“格洛納斯”、歐洲“伽利略”以及印度等國的系統開展兼容與互操作協調，大力推廣多系統兼容應用。

兼容的本質就是合作，中國為什么要選擇合作兼容的道路呢？原因在于，中國的“北斗”系統說起來也只是受到國際認可的第四個衛星定位導航系統，是后來者，不僅其國際影響力與老牌、成熟的美國GPS沒法相比，而且歐洲的“伽利略”、俄羅斯的“格洛納斯”也雄心勃勃。如果我們不走合作之路，很難在國際上打開市場。并且，中國“北斗”的國際合作推廣之路也有其獨特之處：不是與其他三大系統開展一般意義上的技術合作，而是在用戶終端主動設計兼容其他系統的產品，打消用戶依賴單一系統的后顧之憂。中國的這一做法，貌似主動示弱、委曲求全，實則非常高明。這種兼容戰略，對于屬于后起之秀的中國“北斗”開拓國際市場，具有十分重要的意義。

亞太突破戰略、服務“一帶一路”是中國“北斗”走出去的又一亮點。正如《中國“北斗”衛星導航系統》白皮書所言，中國始終秉持和踐行“中國的北斗，世界的北斗”的發展理念，服務“一帶一路”建設發展，積極推進“北斗”系統的國際合作。中國持續推進與亞太地區及東盟有關國家的合作，探討建立衛星導航應用合作機制，推動中國“北斗”系統的應用普及。那么，為什么亞太地區的國家會對中國“北斗”感興趣呢？

中國“北斗”系統已經打上去19顆衛星，到2020年將打全35顆衛星。目前，這19顆衛星主要分布在以中國為中心的亞太地區上空，亞太地區的“北斗”定位導航網絡因此已經建立起來，并已投入使用。東南亞國家緯度較低，按照北斗星座的分布特點，在這一區域“北斗”系統的導航性能更好，要優于其他導航系統。也就是說，對于亞太國家而言，“北斗”比GPS更有優勢，用“北斗”比用GPS更加合算。亞太地區國家顯然認識到“北斗”的覆蓋優勢，這就是中國政府積極推動“北斗”系統在亞太地區的應用并得到積極響應的原因所在。

中國“北斗”走出去的標志性事件是2014年5月巴基斯坦國家位置服務網一期工程的建立與完成。這一工程是中國“北斗”衛星導航系統的首個海外組網項目，這一項目在巴基斯坦卡拉奇市建立了5個基準站和1個處理中心，組成區域“北斗”定位增強網絡，為巴基斯坦提供實時可靠的“北斗”高精度定位服務。巴基斯坦國家位置服務網項目，是巴基斯坦國家級重點基礎設施，后續開展的二期工程，將覆蓋巴基斯坦全境，并成為中國“北斗”海外第一個國家級高精度服務網，這對于“北斗”系統走向國際化和產業化應用都具有重大意義。

2014年7月，中國國家科技部國家遙感中心主辦了“2014北斗技術與應用國際培訓班”，學員是泰國、馬來西亞、文萊、印度尼西亞、柬埔寨、老撾、朝鮮、巴基斯坦等國家從事衛星導航、遙感、地理信息系統、空間探測相關專業或從事相關管理工作的高級人員?；顒拥哪康氖菫闁|盟及亞洲地區國家提供以“北斗”衛星導航系統為主的空間信息技術培訓，以使中國“北斗”加快進入東盟及亞洲國家。中國方面還安排這些學員去武漢光谷北斗集團，參觀中國最大的遙感衛星地面接收站，去黃石參觀建設中的中國—東盟北斗示范城。這一活動無疑是成功的。據媒體報道，泰國科技部地理空間信息技術局的一名代表告訴記者，他親身經歷了光谷北斗在泰國建成首批CORS基站和與泰國開展“北斗”合作的過程，很榮幸能來中國參觀學習，中泰合作將帶動泰國地球空間信息產業的發展。

雖然GPS從20世紀90年代便開始在全球的商業擴張，但時至今日，衛星定位導航應用服務仍是科技含量極高的戰略性新興產業，“北斗”導航衛星產業化的市場空間極富想象力。據“北斗”官方負責人樂觀估計，到2020年，中國的衛星導航產業將達到5 000億元。這還只是對中國國內市場的估計，國際市場更是不可估量！

不管是國內市場用戶還是國際市場用戶，使用“北斗”、GPS、“格洛納斯”等多個系統，減少對單一系統的依賴，增強安全性，都是非常重要和十分必要的。而這一點，正是中國“北斗”能夠與GPS 爭鋒的關鍵所在。