中國(guó)為什么要建立北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)？

目前，美國(guó)、俄羅斯、中國(guó)、歐盟都建立了自己的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。1994年，中國(guó)在財(cái)政十分拮據(jù)的情況下，為什么要建立自己的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)？

其直接原因，可以用兩件事說(shuō)明：

之一，海灣戰(zhàn)爭(zhēng)引發(fā)新軍事革命。1991年，海灣戰(zhàn)爭(zhēng)開(kāi)創(chuàng)了以空中打擊力量決勝的先例；最亮眼的是精確制導(dǎo)武器，美國(guó)GPS為精確制導(dǎo)提供了關(guān)鍵技術(shù)支持。海灣戰(zhàn)爭(zhēng)引發(fā)了一場(chǎng)世界性的新軍事革命，GPS定位系統(tǒng)成為各國(guó)關(guān)注的焦點(diǎn)。

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第二，“銀河號(hào)”事件迫使中國(guó)發(fā)展自主衛(wèi)星導(dǎo)航。1993年7月23日，中國(guó)“銀河號(hào)”貨輪行駛到印度洋上，導(dǎo)航系統(tǒng)突然沒(méi)有信號(hào)，船只無(wú)法繼續(xù)航行。后來(lái)得知，原來(lái)是美國(guó)對(duì)伊朗禁運(yùn)，故意停掉了這個(gè)海域的GPS信號(hào)。

“銀河號(hào)”的消息傳回國(guó)內(nèi)，孫家棟院士與國(guó)防科工委副主任沈榮駿聯(lián)名“上書(shū)”，建議啟動(dòng)中國(guó)的衛(wèi)星導(dǎo)航工程。1994年12月，北斗導(dǎo)航實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星系統(tǒng)工程獲得國(guó)家批準(zhǔn)。

盡管衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，最早源于戰(zhàn)爭(zhēng)需求，但它的作用遠(yuǎn)不止軍事領(lǐng)域，在國(guó)民生產(chǎn)生活諸多領(lǐng)域都扮演著重要的角色。在無(wú)人駕駛、測(cè)繪、航海、救災(zāi)等眾多領(lǐng)域，衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)揮著無(wú)可替代的作用；今天，開(kāi)車(chē)在大城市中穿行，很多“路盲”離開(kāi)衛(wèi)星導(dǎo)航，已經(jīng)寸步難行；我們生活中的共享單車(chē)、電子圍欄停車(chē)等也離不開(kāi)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)；衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)也為大面積農(nóng)業(yè)機(jī)械化耕作提供了便利。

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)為什么要“三步走”？

中國(guó)之所以要“三步走”，簡(jiǎn)單地說(shuō)，是因?yàn)閮蓚€(gè)原因：一是因?yàn)楫?dāng)時(shí)我們國(guó)家窮；二是因?yàn)槲覀儑?guó)家雖然窮，但中國(guó)的科學(xué)家們?nèi)宰詮?qiáng)不息。

早在上世紀(jì)60年代，中國(guó)就開(kāi)始研究衛(wèi)星導(dǎo)航。但這個(gè)項(xiàng)目太“燒錢(qián)”，這一計(jì)劃并未實(shí)施。不過(guò)，我們的科學(xué)家從未放棄衛(wèi)星導(dǎo)航研究。

到1985年10月，中國(guó)科學(xué)院和 *** 原總參謀部測(cè)繪局聯(lián)合開(kāi)會(huì)，“863”計(jì)劃倡導(dǎo)者、中科院院士陳允芳提出了一個(gè)相對(duì)“省錢(qián)”的構(gòu)想：用兩顆地球靜止軌道衛(wèi)星，就可以覆蓋中國(guó)區(qū)域。

這一構(gòu)想，日后被稱(chēng)為“雙星定位”理論，成為日后北斗一號(hào)的雛形。2000年，北斗一號(hào)的兩顆衛(wèi)星發(fā)射成功，中國(guó)成為繼美國(guó)GPS、俄羅斯格洛納斯之后世界上第三個(gè)擁有自主衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的國(guó)家――這是后話。

1994年立項(xiàng)之后，北斗人開(kāi)始真刀真槍地干起來(lái)，馬上遇到了囊中羞澀的困境。美國(guó)從1973年開(kāi)始研發(fā)GPS，到1994年已投入了超過(guò)200億美元，每年維護(hù)費(fèi)就高達(dá)5億美元；而1994年，中國(guó)包括航天在內(nèi)7大技術(shù)領(lǐng)域的“863”計(jì)劃預(yù)算一共才100億元人民幣。

窮有窮的辦法，既然不能一口吃個(gè)胖子，那就分三口吃。于是，中國(guó)將衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)分“三步走”：之一步是覆蓋國(guó)內(nèi)，第二步是覆蓋亞太，第三步再覆蓋全球。這就是北斗一號(hào)、北斗二號(hào)、北斗三號(hào)的由來(lái)。

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)經(jīng)歷了哪些艱難險(xiǎn)阻？

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，經(jīng)歷的艱難險(xiǎn)阻實(shí)在太多，我們只能了解“冰山的一角”。

之一個(gè)艱難險(xiǎn)阻是研制原子鐘。

原子鐘的精度，直接決定著衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的精度。按北斗總設(shè)計(jì)師楊長(zhǎng)風(fēng)制定的目標(biāo)，原子鐘誤差要達(dá)到10的負(fù)12次方，即每十萬(wàn)年只出現(xiàn)一秒誤差。原子鐘對(duì)整個(gè)工程的重要性如同人的心臟，這種核心技術(shù)別人絕不會(huì)給我們，中國(guó)只能靠自己。中國(guó)組建了中科院、航天科技、航天科工三支隊(duì)伍，同時(shí)攻關(guān)。經(jīng)過(guò)兩年拼搏，國(guó)產(chǎn)星載原子鐘被研制出來(lái)，性能比歐洲原子鐘還要好。當(dāng)初我們想買(mǎi)，歐洲不賣(mài)；現(xiàn)在歐洲立刻同意賣(mài)，而且降價(jià)一半，但中國(guó)仍堅(jiān)持用自己的原子鐘。

另一個(gè)驚險(xiǎn)的瞬間是爭(zhēng)分奪秒打贏頻率保衛(wèi)戰(zhàn)。

任何一個(gè)國(guó)家，想要發(fā)展自己的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，必須首先向國(guó)際電信聯(lián)盟(ITU)申請(qǐng)頻率，所以頻率成為美、俄、中、歐四方必須爭(zhēng)奪的寶貴資源。

2000年4月17日，中國(guó)向國(guó)際電信聯(lián)盟提出頻段申請(qǐng)；同年6月5日，歐盟伽利略衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)也提出了頻段申請(qǐng)。

關(guān)于頻率，國(guó)際電信聯(lián)盟有兩個(gè)規(guī)則：“先用先得”和“逾期作廢”。所謂“逾期作廢”，指頻率有效期以申請(qǐng)日期開(kāi)始計(jì)算，7年不用作廢。也就是說(shuō)，中國(guó)北斗二號(hào)的首顆衛(wèi)星必須在2007年4月18日零點(diǎn)之前成功發(fā)射并成功播發(fā)信號(hào)，否則“逾期作廢”。

所謂“先用先得”，就是說(shuō)中國(guó)要和歐盟競(jìng)賽，因?yàn)橹袣W雙方申請(qǐng)的頻率有一段高度重合，雙方需要競(jìng)爭(zhēng)頻率。

中國(guó)北斗二號(hào)2004年啟動(dòng)，在起跑線上已經(jīng)輸了歐盟伽利略系統(tǒng)2年。2005年12月28日，歐盟伽利略計(jì)劃的首顆實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星被順利送入太空。

讓人意外的是，這顆衛(wèi)星沒(méi)開(kāi)通頻率，原因是開(kāi)通頻率需要花錢(qián)，此時(shí)歐盟手頭緊。中國(guó)必須趕緊抓住機(jī)遇，但偏偏好事多磨：中國(guó)北斗二號(hào)首顆衛(wèi)星已經(jīng)上了發(fā)射架，發(fā)現(xiàn)衛(wèi)星上的應(yīng)答機(jī)出現(xiàn)異常。

經(jīng)過(guò)爭(zhēng)分奪秒搶修，2007年4月14日4時(shí)11分，北斗二號(hào)首顆衛(wèi)星成功發(fā)射；4月17日20點(diǎn)，衛(wèi)星發(fā)出之一組信號(hào)，比國(guó)際電信聯(lián)盟設(shè)定的“七年之限”提前了4個(gè)小時(shí)。中國(guó)的頻率保衛(wèi)戰(zhàn)取得成功。