記者

中國為什么要研制北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)？

孫家棟

衛(wèi)星導(dǎo)航、通信、遙感是航天技術(shù)運用的三個主要領(lǐng)域。在人們?nèi)粘Ｉ詈蛧窠?jīng)濟建設(shè)當(dāng)中，總需要不斷地問“在哪里”、“什么時間”兩個問題，人類90%以上的信息都與時間、空間相關(guān)。衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)的作用就是給人類提供時間坐標和空間坐標。時空信息深入到人類生產(chǎn)生活的各個領(lǐng)域，跟用水用電一樣不可或缺，是國民經(jīng)濟的重要基礎(chǔ)設(shè)施。就像停水停電影響城市生活一樣，衛(wèi)星導(dǎo)航服務(wù)一旦失效，國家的經(jīng)濟運行就要受到很大的影響。 在日常的運作中，天上的衛(wèi)星也有可能出現(xiàn)這樣那樣的毛病，影響到地面的導(dǎo)航服務(wù)。因而，中國需要掌握自主、獨立、可控的衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)。
 

目前，美國的GPS系統(tǒng)研發(fā)較早，已經(jīng)覆蓋了全球。但許多國家已看到了自主可控的問題，除中國外，俄羅斯、 歐盟都在搭建全球性衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，形成了衛(wèi)星導(dǎo)航的“四大家族”。日本、印度也加緊搭建自己的區(qū)域性衛(wèi)星系統(tǒng) 。近日，日本成功發(fā)射第三顆導(dǎo)航衛(wèi)星“引路”3號；印度亦試圖發(fā)射全球定位衛(wèi)星IRNSS－1H，以替代在軌的一顆故障衛(wèi)星，但發(fā)射失敗。
 

必須要強調(diào)的是，要獨立自主掌握衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)是有很大的難度的。中國的航天事業(yè)起步很早，但為什么直到上世紀,90年代才開始搞衛(wèi)星導(dǎo)航？這是因為衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)龐大，需要技術(shù)的積累。一旦建起來以后，用戶量是相當(dāng)大的，別說停機，瞬間的使用效率不好都不行。不僅僅是建起來就完事了，要不斷地發(fā)展。這需要付出上千億的經(jīng)濟代價，也體現(xiàn)了國家的決心。
 

2012年，我國區(qū)域性的“北斗二號”完成衛(wèi)星組網(wǎng)，目前正在搭建全球覆蓋的“北斗三號”。
 

按照計劃，“北斗三號”衛(wèi)星的發(fā)射采取“一箭雙星”的辦法。今年下半年發(fā)射3-4次，對應(yīng)的衛(wèi)星數(shù)目就是6-8顆。我國航天系統(tǒng)有很嚴格的質(zhì)量把關(guān)制度。“北斗三號”的衛(wèi)星研制生產(chǎn)工作都按照計劃在正常運行。我在想，衛(wèi)星的生產(chǎn)一步一步走來，今年有可能保持三次以上的發(fā)射的。

記者：

從8月初開始，中國和俄羅斯專家進行了兩國導(dǎo)航衛(wèi)星的聯(lián)合在軌試驗，用兩周時間研究評估北斗和格洛納斯系統(tǒng)沿“絲綢之路經(jīng)濟帶”的導(dǎo)航條件。如何評價這次中俄合作試驗對中國北斗產(chǎn)業(yè)、對全球衛(wèi)星導(dǎo)航格局的影響？

孫家棟

在逐步建立自主的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)后，我國還要回答一個問題，就是對GPS、其它衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)要有什么樣的態(tài)度。
 

總的思想是“兼容”，是不排斥。衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵，在于地面技術(shù)的應(yīng)用。世界各大衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)都很重視地面應(yīng)用。對地面應(yīng)用來說，信息數(shù)據(jù)量越大，處理精度就越高；信息來源越多可靠性就越強。比較理想的情況是，信息源中有自主可控的，地面導(dǎo)航設(shè)備平時接收多種信息源，實現(xiàn)高精度定位服務(wù)；一旦某顆衛(wèi)星因正常調(diào)試或工作故障而出現(xiàn)錯誤信號，導(dǎo)航設(shè)備能夠第一時間剔除錯誤信號，保障正常工作；如果遭遇特殊情況，自主可控的信息源也能保障基本的時空信息服務(wù)。
 

這次中俄合作試驗，主要是要測試北斗和格洛納斯兩個系統(tǒng)的兼容和互相操控問題。實際上，GPS、北斗、格洛納斯、伽利略四大平臺的交流還是比較緊密的。這四個導(dǎo)航系統(tǒng)在軌衛(wèi)星加起來，幾年后將達到120顆左右。這也意味著許多國家上空，同時有20-30顆衛(wèi)星。如果這四個系統(tǒng)能很好地兼容，可想而知地面應(yīng)用設(shè)備的定位質(zhì)量將 精準到什么程度。衛(wèi)星的兼容，涉及頻譜、軌道的協(xié)調(diào)，相當(dāng)于商量你走這條車道、我走那條車道，目前協(xié)調(diào)起來難度還不是很大；但互相操作顯得有些復(fù)雜，與獨立自主有一定沖突，不太容易協(xié)調(diào)。
 

具體到中俄專家的聯(lián)合試驗，技術(shù)交流對中國和俄羅斯都有好處。相比較而言，中國的電子元器件發(fā)展比俄羅斯走得前一些；而俄羅斯有著很強的航天科技基礎(chǔ)，又是橫跨亞歐大陸的大國，中俄合作可以讓北斗系統(tǒng)掌握更多的地面基站信號源，從而提高導(dǎo)航的精度。這對我國推廣“一帶一路”倡議、服務(wù)“一帶一路”沿線國家是比較有利的。 我國正在搞覆蓋全球的“北斗三號”工程，服務(wù)“一帶一路”沿線國家將是未來我國北斗導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)展的主要方向之一。