2020年6月23日，我國(guó)北斗系統(tǒng)第55顆導(dǎo)航衛(wèi)星順利升空，使北斗三號(hào)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)星座在太空落成。它是我國(guó)著眼于國(guó)家安全和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要，自主建設(shè)、獨(dú)立運(yùn)行的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，是為全球用戶提供全天候、全天時(shí)、高精度的定位、導(dǎo)航和授時(shí)服務(wù)的國(guó)家重要時(shí)空基礎(chǔ)設(shè)施。

在當(dāng)今的信息社會(huì)里，由于80%以上的信息都與定位和時(shí)間有關(guān)，所以衛(wèi)星導(dǎo)航與互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)通信被譽(yù)為21世紀(jì)信息技術(shù)領(lǐng)域的三大技術(shù)之一，可以軍用、民用和商用以及混用，其應(yīng)用只受人的想像力的限制，改變了人類的工作、生活甚至思維方式。為此，美國(guó)、俄羅斯很早就開始發(fā)展各自的衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)。此后，我國(guó)、歐盟、日本和印度也積極研發(fā)各自的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。

既然美國(guó)的GPS可以為全球提供免費(fèi)的衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)，為什么其他國(guó)家還要發(fā)展自己的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)呢？因?yàn)樾l(wèi)星導(dǎo)航具有廣泛的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、科技和國(guó)防等意義，在保障國(guó)家經(jīng)濟(jì)安全和獨(dú)立，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展等方面能發(fā)揮重要的作用。

衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)已成為重要的使能系統(tǒng)，它可賦予相關(guān)系統(tǒng)新的能力和更高的效率。可以說(shuō)，衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的應(yīng)用正在或已經(jīng)滲透到了國(guó)民經(jīng)濟(jì)的幾乎全部領(lǐng)域，在促進(jìn)全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展與保障經(jīng)濟(jì)安全中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。為此，世界大國(guó)都努力探索和發(fā)展擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，以免受制于人。

單從經(jīng)濟(jì)上講，衛(wèi)星導(dǎo)航是一個(gè)“會(huì)下金蛋的雞”。例如，美國(guó)GPS總投入是300多億美元，而GPS產(chǎn)業(yè)在美國(guó)的直接經(jīng)濟(jì)效益每年已達(dá)600多億美元，其產(chǎn)業(yè)的上下游為美國(guó)創(chuàng)造了330萬(wàn)個(gè)就業(yè)崗位。

另外,從保障國(guó)家安全和衛(wèi)星系統(tǒng)可靠性等方面來(lái)說(shuō)，多個(gè)國(guó)家建造各自的導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)也是十分必要的，不能把所有雞蛋放在一個(gè)籃子里。保證本國(guó)經(jīng)濟(jì)快速、穩(wěn)定、安全的發(fā)展，就必須保證國(guó)家重要基礎(chǔ)設(shè)施的安全。

如果一個(gè)國(guó)家在導(dǎo)航、定位與授時(shí)上完全依賴于美國(guó)GPS，在某種程度上，其經(jīng)濟(jì)發(fā)展與安全就是建筑在美國(guó)GPS系統(tǒng)提供良好服務(wù)的基礎(chǔ)上。這對(duì)于保障國(guó)家的經(jīng)濟(jì)安全，促進(jìn)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展而言是十分危險(xiǎn)、而且無(wú)法接受的。美國(guó)最新的導(dǎo)航衛(wèi)星GPS-3已可以依據(jù)需要，迅速關(guān)閉特定地理位置的導(dǎo)航信號(hào)發(fā)送。所以，別國(guó)更不能依賴它。

因此，建立、發(fā)展完全自主的導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)，以國(guó)家的意志、政策為保障，推動(dòng)包括民用在內(nèi)的完全由我國(guó)自主建設(shè)運(yùn)行的導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)的應(yīng)用，是我國(guó)國(guó)防安全與軍事現(xiàn)代化的需要，是保證國(guó)家獨(dú)立和領(lǐng)土完整的需要，也是保證我國(guó)經(jīng)濟(jì)安全、促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的迫切需要。

我國(guó)早已成為全球最大的通信市場(chǎng)。然而，通信業(yè)務(wù)所涉及的安全、認(rèn)證和計(jì)費(fèi)等都是以一個(gè)共同的標(biāo)志“時(shí)間”為基礎(chǔ)的，即需要精確的“時(shí)間”和“時(shí)間同步”，移動(dòng)通信基站也需要精密的時(shí)鐘。所以，衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)提供的精確授時(shí)服務(wù)是保證通信安全的重要基礎(chǔ)。從安全性和可靠性角度考慮，在國(guó)家關(guān)鍵經(jīng)濟(jì)部門，使用我國(guó)自主的“北斗”的授時(shí)比GPS的授時(shí)要好得多、安全得多。

另外，我國(guó)“北斗”全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)還有其他國(guó)家衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)沒(méi)有的一些特殊功能。例如，北斗三號(hào)采用獨(dú)特的三種軌道衛(wèi)星組成混合星座，且高軌衛(wèi)星更多，這樣既能用地球中圓軌道衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)全球覆蓋、全球服務(wù)，又可用高軌道衛(wèi)星抗遮擋能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，尤其在低緯度地區(qū)性能特點(diǎn)更為明顯，為亞太大部分地區(qū)用戶提供更高性能的定位導(dǎo)航授時(shí)服務(wù)，首次實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航定位、短報(bào)文通信、差分增強(qiáng)三種服務(wù)融為一體。

美國(guó)GPS使用的是雙頻信號(hào)，它可以減弱電離層延遲的影響。而北斗三號(hào)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是全球第一個(gè)提供三頻信號(hào)服務(wù)的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，這是“北斗”的后發(fā)優(yōu)勢(shì)。使用三頻信號(hào)可以構(gòu)建更復(fù)雜模型消除電離層延遲的高階誤差，并且能提高載波相位模糊度的解算效率，理論上還可以提高載波收斂速度。所以，通過(guò)多頻信號(hào)組合使用等方式，有效地提高了服務(wù)精度。

北斗三號(hào)是世界上首個(gè)集定位、授時(shí)和報(bào)文通信為一體的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，免費(fèi)發(fā)送短報(bào)文是其獨(dú)有的一種重要功能，很多時(shí)候是“救命”的法寶。把導(dǎo)航與通信緊密結(jié)合起來(lái)，很適用于交通運(yùn)輸、調(diào)度指揮、搜索營(yíng)救、地理信息實(shí)時(shí)查詢等需要把導(dǎo)航與移動(dòng)數(shù)據(jù)通信相結(jié)合的用戶。由于北斗三號(hào)全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)創(chuàng)新融合了導(dǎo)航與通信能力，所以具有實(shí)時(shí)導(dǎo)航、快速定位、精確授時(shí)、位置報(bào)告和短報(bào)文通信服務(wù)五大功能，以及星基增強(qiáng)、國(guó)際搜救等多種服務(wù)能力。

“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)現(xiàn)已成為工程建設(shè)的利器、精細(xì)農(nóng)業(yè)的核心、海洋漁業(yè)的幫手、金融電力的保障、防災(zāi)救災(zāi)的大腕、物聯(lián)網(wǎng)業(yè)的主力，等等。衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)與消費(fèi)類電子產(chǎn)品的融合是目前導(dǎo)航系統(tǒng)在社會(huì)中最廣泛應(yīng)用的一種方式，如在MP3、MP4、筆記本電腦、手機(jī)和數(shù)碼相機(jī)等電子產(chǎn)品中集成導(dǎo)航功能，提供一種基于位置的服務(wù)。其用途還遠(yuǎn)不只這些，由于智能產(chǎn)業(yè)與時(shí)空信息密切相關(guān)，能提供位置和時(shí)間信息的衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)必將被用于智能網(wǎng)絡(luò)、智能傳感、智能交通、智能通信、智能物流、智能社區(qū)、智能電網(wǎng)等所有智能產(chǎn)業(yè)中，并形成各種前所未有的新型商業(yè)模式。

我國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航需求旺盛、市場(chǎng)巨大、競(jìng)爭(zhēng)激烈。因?yàn)槲覈?guó)擁有國(guó)際上幾乎最大的手機(jī)市場(chǎng)、互聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)和汽車市場(chǎng)，所有這些市場(chǎng)都需要導(dǎo)航系統(tǒng)的支持。我國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)的主要優(yōu)勢(shì)是有強(qiáng)大無(wú)比的應(yīng)用和服務(wù)市場(chǎng)，特別是大眾化市場(chǎng)，主要依托兩大產(chǎn)業(yè)：一是汽車制造業(yè)，車輛導(dǎo)航應(yīng)用及其服務(wù)；二是移動(dòng)通信和網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)，手機(jī)導(dǎo)航定位及相關(guān)服務(wù)。

其實(shí)，衛(wèi)星導(dǎo)航設(shè)備的真正價(jià)值并不是設(shè)備的銷售，而是它所帶來(lái)的生產(chǎn)力的提升，它可賦予相關(guān)系統(tǒng)新的能力和高效率。在當(dāng)今社會(huì)，衛(wèi)星導(dǎo)航已成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的強(qiáng)大發(fā)動(dòng)機(jī)。擁有獨(dú)立的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，不僅事關(guān)國(guó)家的獨(dú)立自主，也事關(guān)國(guó)家的影響力和統(tǒng)治力；它可以分享巨大的衛(wèi)星導(dǎo)航市場(chǎng)，并在產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈的任何環(huán)節(jié)上都具備全球競(jìng)爭(zhēng)力，提高各行各業(yè)的效率，增加高技術(shù)高智能人員的就業(yè)崗位；它能為居民大眾提供更好的新的服務(wù)，改進(jìn)運(yùn)輸系統(tǒng)的安全性，有利于降低環(huán)境污染；在技術(shù)上使相關(guān)產(chǎn)業(yè)在國(guó)際上居于技術(shù)領(lǐng)先地位，并實(shí)現(xiàn)一系列技術(shù)的綜合探索和發(fā)展。

為此，“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用已被列為優(yōu)先發(fā)展行業(yè)，即要?jiǎng)?chuàng)建好我國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用產(chǎn)業(yè)的技術(shù)支撐、條件保障和產(chǎn)業(yè)推進(jìn)這三大體系，開拓好大眾化、專業(yè)類和安全性這三大市場(chǎng)。“北斗”的衛(wèi)星導(dǎo)航和監(jiān)控功能正逐步成為移動(dòng)通信終端和汽車電子信息系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)配置，其后與衛(wèi)星導(dǎo)航相關(guān)的服務(wù)業(yè)，尤其是基于位置服務(wù)的產(chǎn)業(yè)會(huì)急劇增長(zhǎng)。

隨著應(yīng)用的發(fā)展，“北斗”系統(tǒng)必將面對(duì)更多、更新、更高的需求。未來(lái)，我國(guó)將建設(shè)更加泛在、更加融合、更加智能的國(guó)家綜合時(shí)空體系，克服基于衛(wèi)星無(wú)線電導(dǎo)航信號(hào)的信息系統(tǒng)存在的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。2035年前，我國(guó)將建成以“北斗”系統(tǒng)為核心，建成天地一體（包括太空、地面、水下、室內(nèi)）、覆蓋無(wú)縫、安全可信、高效便捷的國(guó)家綜合定位、導(dǎo)航和授時(shí)體系，顯著提升國(guó)家時(shí)空信息服務(wù)能力，滿足國(guó)家安全和國(guó)民經(jīng)濟(jì)需求，以更強(qiáng)的功能、更優(yōu)的性能服務(wù)全球，造福人類。

（作者系中國(guó)空間技術(shù)研究院研究員）

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