今年是北斗導航系統(tǒng)走向應用的關鍵一年。自去年12月27日起向我國及周邊地區(qū)提供試運行服務的北斗導航系統(tǒng),將在今年年底向亞太地區(qū)用戶正式提供免費的無源定位、導航、授時服務。因此,近日在廣州舉行的第三屆中國衛(wèi)星導航學術年會上,加速北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的商業(yè)化應用就成為與會者關注的主要議題。
這個我國自主研發(fā)的衛(wèi)星導航系統(tǒng),與現(xiàn)在通用的衛(wèi)星導航系統(tǒng)——美國的GPS相比,有哪些優(yōu)勢和劣勢?它的商業(yè)潛力到底有多大?北斗可以取代GPS嗎?
兼容:20%的精度提升
如果你想知道自己所處的位置和時間,衛(wèi)星導航系統(tǒng)可以給你提供最精確的答案。作為拓展人類活動、促進社會發(fā)展的重要空間基礎設施,衛(wèi)星導航系統(tǒng)能為地球表面和近地空間的廣大用戶提供全天時、全天候、高精度的定位、導航和授時服務。
上世紀90年代美國政府向全球民間用戶免費開放GPS,使這一原先僅作為軍用的衛(wèi)星導航系統(tǒng)得到迅速發(fā)展。目前GPS已占據(jù)全球90%以上的應用市場份額。
作為衛(wèi)星導航的小字輩,北斗如何在與GPS的商業(yè)競爭中爭得自己的一席之地?
北斗的作用,首先體現(xiàn)在它的兼容開放上。衛(wèi)星導航系統(tǒng)有其脆弱性,單一的導航系統(tǒng)易被干擾、遮蔽。中國工程院院士、武漢大學教授劉經(jīng)南說,GPS加北斗的雙衛(wèi)星導航系統(tǒng)可以提高系統(tǒng)的可用性和導航精度。根據(jù)目前的試驗結果看,GPS在亞太地區(qū)的覆蓋率一般只能達到60%至70%,加上北斗則可以達到80%以上,這提高了衛(wèi)星導航的可用性;導航精度則可提高20%左右,比如GPS導航精度1米的地方,加上北斗后,導航精度能達到大約0.8米。
北斗也可以單獨使用,單獨使用時,在我國大部分地區(qū)導航的水平精度小于10米,垂直精度略大于10米。劉經(jīng)南說:“目前北斗能夠提供的服務,可以達到GPS10年前的應用水平,這是我們在試運行不足一年時就達到的水平,非常難得。”
與GPS相比,“北斗”的首次定位速度和授時精度都表現(xiàn)出更好的優(yōu)越性。中科院院士、中國衛(wèi)星導航應用管理中心研究員楊元喜說:“北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)結網(wǎng)完成后,系統(tǒng)用戶定位,電文通信和位置報告只需要幾秒鐘,而GPS首次定位卻需要1至3分鐘。”
北斗還是世界上首個集定位、授時和報文通信為一體的衛(wèi)星導航系統(tǒng)。它可以發(fā)免費短信,這是GPS所沒有的功能。
中國衛(wèi)星導航系統(tǒng)管理辦公室主任冉承其介紹,目前我國沿海出海捕魚的大型漁船上都裝了北斗用戶機,使用北斗導航系統(tǒng),可以在手機信號不好的茫茫大海上,免費發(fā)送短信給家人。“對漁民來說,這個短報文功能,至少有四大好處。一是與家人聯(lián)絡,滿足情感需要。二是與國內(nèi)市場聯(lián)絡,打了什么魚,有多少斤,可以提前通知預售,提高收入。三是與周邊漁船聯(lián)絡,遇險時及時自救互救。四是有了準確定位,可以避免打魚越境的糾紛。”
目標:2020年覆蓋全球
作為一個一邊在建一邊運營的工程,北斗的潛力遠不止于此。當北斗全部建成后,其導航精度將達到厘米級別。
目前,北斗系統(tǒng)已經(jīng)成功發(fā)射了13顆衛(wèi)星,其中11顆衛(wèi)星處于組網(wǎng)工作的狀態(tài),2顆衛(wèi)星正在測試,還有3顆衛(wèi)星將于今年8月和10月待發(fā)。到2020年建成時,北斗系統(tǒng)將有35顆衛(wèi)星,包括5顆靜止軌道衛(wèi)星和30顆非靜止軌道衛(wèi)星,與31顆衛(wèi)星的美國GPS系統(tǒng)、24顆衛(wèi)星的俄羅斯GLONASS計劃比,規(guī)模更龐大。屆時,北斗的全球定位精度將可與GPS相抗衡,亞太地區(qū)定位精度還會更高。
“在系統(tǒng)建設方面,現(xiàn)在一切都在按計劃順利實施,今年已經(jīng)發(fā)射的3顆衛(wèi)星,性能都非常好,特別是4月30日的一箭雙星,是有史以來發(fā)射精度最高的一次。目前11顆組網(wǎng)衛(wèi)星的導航精度已經(jīng)遠超去年,在中國主要地區(qū)定位精度達到10米級。未來北斗性能還會進一步提高,我們對此充滿信心。”冉承其介紹,“泰國、馬來西亞、巴基斯坦等許多國家已經(jīng)對北斗的應用表示了很大的興趣。”