“北鬥”離我們有(yǒu)多(duō)遠(yuǎn)：授時服務(wù)精(jīng)度僅有(yǒu)10納秒(miǎo)

新(xīn)聞背景

　　上周，我國(guó)成功發射第九顆北鬥導航衛星。按照原定計劃，經過與地面段的調試，今年10月北鬥衛星導航系統将為(wèi)用(yòng)戶提供初始服務(wù)。

　　如果在某場誰都不願看到的戰争沖突中(zhōng)，美國(guó)終止GPS對中(zhōng)國(guó)區(qū)域的服務(wù)，中(zhōng)國(guó)的精(jīng)确制導武器怎樣克服“盲區(qū)”？

　　如果中(zhōng)國(guó)發生特大地震、海嘯等天災，在災區(qū)通訊設施失靈的情況下，怎樣實現“孤島”援救？

　　如果中(zhōng)國(guó)與外國(guó)發生上億的金融借貸，怎樣在精(jīng)确的時間上實現國(guó)際同步，避免利息誤差造成的損失？

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　　這些重大問題的解決，都離不開衛星導航系統。

汶川抗震 反恐實戰 “北鬥”已經顯身手

　　如今提到衛星導航，人們自然會想到GPS，GPS俨然已經成了衛星導航的代名(míng)詞。确實，在當前中(zhōng)國(guó)的衛星導航定位市場上，GPS的占有(yǒu)率高達95%以上。面對幾乎被GPS壟斷的民(mín)用(yòng)市場，人們鮮有(yǒu)聽到北鬥的聲音。

　　雖然北鬥衛星導航系統的建設還沒有(yǒu)全部完成，但是北鬥衛星導航試驗系統已經建成10餘年。10年間，相關部門為(wèi)它的應用(yòng)推廣下足了功夫。在很(hěn)多(duō)領域開展了應用(yòng)示範工(gōng)程。

　　中(zhōng)國(guó)的老百姓真正開始認識北鬥應該是從2008年的汶川地震開始的。随着天崩地裂的震動，基礎設施和通訊設施全部被破壞，地震災區(qū)瞬間成為(wèi)了信息孤島。在常規通訊手段失靈的情況下，中(zhōng)國(guó)衛星導航應用(yòng)管理(lǐ)中(zhōng)心為(wèi)救援部隊緊急配備了一千多(duō)台北鬥衛星導航試驗系統終端機。依靠北鬥系統的定位和短報文(wén)功能(néng)，這些終端機迅速在災區(qū)織就了一張“天網”。一台台北鬥終端就是這張天網上的一個個節點，救援隊利用(yòng)北鬥終端機的短報文(wén)功能(néng)實現了各點位之間以及點位與指揮部之間的信息聯絡。這樣的一張天網在災區(qū)創造了一個又(yòu)一個生命救援的奇迹。在後來的玉樹地震和舟曲泥石流等災害中(zhōng)，北鬥系統也同樣大顯神通，成為(wèi)廢墟中(zhōng)生命的“守護神”。

　　提到北鬥的應用(yòng)，首當其沖的是其在軍隊中(zhōng)的應用(yòng)。我軍建立了基于北鬥試驗系統的面向陸軍的戰場和訓練指揮系統。包括戰場精(jīng)密武器時間同步協調指揮，飛機、火箭的實時位置、軌道的确定等。在武器上應用(yòng)北鬥系統可(kě)以提高武器的精(jīng)度。在實戰應用(yòng)中(zhōng)，北鬥系統也有(yǒu)精(jīng)彩的表現。在一次清剿一個恐怖訓練營的反恐行動中(zhōng)，由于當地地形複雜，新(xīn)疆軍區(qū)就是憑借直升機和北鬥系統成功地完成了任務(wù)。現在，在許多(duō)邊防團中(zhōng)，北鬥導航終端也成了邊防官兵身邊必不可(kě)少的武器。在極其惡劣的條件下，正是北鬥導航終端為(wèi)他(tā)們指明了巡邏的路線(xiàn)，出色地完成了一次次的邊防巡邏任務(wù)。

　　短報文(wén)通信引以為(wèi)傲的“中(zhōng)國(guó)特色”

　　前面我們提到了北鬥的短報文(wén)通信功能(néng)。這一如同手機收發短信的功能(néng)使得衛星導航系統擁有(yǒu)了通信能(néng)力，這也正是北鬥衛星導航系統與其他(tā)導航系統最大的區(qū)别，更是我們引以為(wèi)傲的“中(zhōng)國(guó)特色”。

　　我們知道，導航衛星一直在空間發布不間斷的導航信号，我們利用(yòng)導航終端接收這些信号并進行解算就可(kě)以知道我們的位置，也就是說，我們利用(yòng)衛星導航系統可(kě)以知道我在哪裏。可(kě)是在實際生活中(zhōng)，我們不僅需要知道我在哪裏，還需要知道你在哪裏。比如在野外遇險的人員，搜救人員需要知道“你在哪裏”才能(néng)開展救援工(gōng)作(zuò)。利用(yòng)北鬥的雙向通訊功能(néng)就能(néng)解決知道“你在哪裏”的問題。

　　這一功能(néng)最成功的應用(yòng)之一就是海洋漁業上的應用(yòng)。可(kě)以設想，當漁民(mín)駕着漁船在移動通訊信号早已無法覆蓋的遠(yuǎn)洋區(qū)域進行捕撈作(zuò)業的時候，如果遭遇台風、漁船被劫持等風險，在茫茫的大海上隻知道“我在哪裏”是沒有(yǒu)任何意義的。重要的是要讓救援人員能(néng)夠知道“你在哪裏”。北鬥系統的短報文(wén)通信功能(néng)正可(kě)以把這些重要的信息傳遞出來從而為(wèi)救援工(gōng)作(zuò)指引方向。同樣利用(yòng)這一功能(néng)，漁政部門可(kě)以及時将台風警報發給所有(yǒu)安(ān)裝(zhuāng)了北鬥衛星導航系統的遠(yuǎn)洋漁船，讓他(tā)們及時回港避險。正是因為(wèi)有(yǒu)了這些實用(yòng)的功能(néng)，北鬥衛星導航系統被南海漁民(mín)親切地稱為(wèi) “千裏眼”。

　　授時服務(wù)精(jīng)度可(kě)達10納秒(miǎo)

　　在金融、電(diàn)力、電(diàn)信領域，讓所有(yǒu)的系統、設備有(yǒu)一個統一、精(jīng)确的時間基準是非常重要的。然而生活常識告訴我們，無論是我們的手表還是電(diàn)腦上的時間，誤差都非常大。系統時間的誤差對于這些領域來說往往是緻命的。

　　對銀行系統精(jīng)确授時的意義，衛星導航領域的權威專家楊元喜院士曾經打過這樣一個比方：“假設我們借美國(guó)2000億美元，應該在今天零點之前還。如果我們的銀行系統的時間不準确，導緻我們在零點零一秒(miǎo)還，多(duō)一天的利息會是一個龐大的數字。”

　　在電(diàn)力系統，如果電(diàn)力傳輸設備運行時間不同步，輕則運行設備失控，影響正常傳輸，重則造成整個地區(qū)電(diàn)網癱瘓。

　　如果電(diàn)信系統的時間不同步，那麽老百姓要繳納的電(diàn)話費将永遠(yuǎn)是一筆(bǐ)糊塗賬。

　　現在銀行、電(diàn)力、電(diàn)信系統都已經成功應用(yòng)了北鬥系統，利用(yòng)北鬥的授時功能(néng)能(néng)夠保證它們有(yǒu)一個精(jīng)确、同步的時間。北鬥系統的铷鍾可(kě)以提供精(jīng)度為(wèi)10納秒(miǎo)的精(jīng)密授時服務(wù)。

　　多(duō)領域開發隻受想象力的限制

　　雖然衛星導航系統的基本功能(néng)隻有(yǒu)導航、定位、測速、授時，但在各行各業對這些基本功能(néng)進行二次開發而産(chǎn)生的應用(yòng)項目，絕對會讓你眼花(huā)缭亂，并感歎自己想象力的匮乏。

　　如果你戴的手表中(zhōng)裝(zhuāng)有(yǒu)導航芯片，利用(yòng)北鬥的授時功能(néng)，那麽隻要你的手表不壞，你就永遠(yuǎn)不需要調準時間；

　　如果為(wèi)老人、小(xiǎo)孩配上北鬥接收機，就可(kě)以準确地知道他(tā)們的所處位置，并與公(gōng)安(ān)系統聯網就可(kě)以為(wèi)他(tā)們提供安(ān)全保護；

　　在建築施工(gōng)中(zhōng)，利用(yòng)北鬥系統可(kě)以對建築、橋梁施工(gōng)中(zhōng)以及使用(yòng)中(zhōng)的形變進行毫米級、亞毫米級的監控，以防止因變形所引起的垮塌事故；

　　在森林防火領域，在防火車(chē)上裝(zhuāng)上具(jù)有(yǒu)通信功能(néng)的北鬥定位接收機，可(kě)以引導車(chē)輛和消防人員到火點實施救災；

　　在地球物(wù)理(lǐ)領域，利用(yòng)北鬥系統對全球地殼闆塊運動進行監測，可(kě)以發現和預測地震；

　　在交通運輸領域，北鬥系統将在智能(néng)交通、路況信息管理(lǐ)、道路堵塞治理(lǐ)、車(chē)輛監控和車(chē)輛自主導航方面有(yǒu)廣泛的應用(yòng)前景；

　　在農業上，北鬥的實時精(jīng)密定位将應用(yòng)于土地和農田的整理(lǐ)和管理(lǐ)，實現對農田的精(jīng)密耕作(zuò)；

　　在漁業上，結合魚群随着洋流定期洄遊的特點，利用(yòng)北鬥系統的定位可(kě)以幫助漁民(mín)找到魚群的位置。

　　再告訴你這樣一個實例吧，舉世矚目的三峽大壩建設，大壩碾壓機安(ān)裝(zhuāng)了北鬥導航終端，碾得平不平、直不直，碾了多(duō)少遍，完全由機器進行控制，保證了大壩的建設質(zhì)量。

　　因此，有(yǒu)人說過這樣一句不無道理(lǐ)的話——衛星導航的應用(yòng)隻受想象力的限制。

　　延伸閱讀

　　北鬥衛星導航系統

　　北鬥衛星導航系統，是中(zhōng)國(guó)正在實施的自主發展、獨立運行的全球衛星導航系統。由空間段、地面段和用(yòng)戶段三部分(fēn)組成，空間段包括5顆靜止軌道衛星和30顆非靜止軌道衛星，地面段包括主控站、注入站和監測站等若幹個地面站，用(yòng)戶段包括北鬥用(yòng)戶終端以及與其他(tā)衛星導航系統兼容的終端。

　　在全球四大衛星導航系統中(zhōng)，歐洲的“伽利略”和俄羅斯的“格洛納斯”對外宣稱的定位精(jīng)度都為(wèi)1米，美國(guó)的GPS和我國(guó)的北鬥均為(wèi)10米，授權用(yòng)戶可(kě)以得到更高精(jīng)度的定位服務(wù)。美國(guó)正在大力研制新(xīn)一代的衛星導航系統，并宣稱新(xīn)的系統定位精(jīng)度将達到令人咂舌的1毫米。

　　目前北鬥衛星導航系統已經步入空間段加速組網的階段，按照系統建設“三步走”的規劃，到2012年将建成覆蓋亞太地區(qū)的區(qū)域導航系統，到2020年将建成覆蓋全球能(néng)夠為(wèi)全世界提供導航定位服務(wù)的全球系統。

整理(lǐ)：洪麓豐