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北斗兼容伽利略!欧盟输了,但勿忘他曾坑过中国......

2017-12-28热点聚焦

12月27日上午10时,在北斗系统开通五年的新闻发布会上,中国卫星导航系统管理办公室主任、北斗卫星导航系统发言人冉承其作出了以上表述。他还透露,目前,北斗正在与欧洲导航系统伽利略进行协调。


“伽利略(Galileo)”导航系统,则由欧盟和欧洲航天局(ESA)合作开发,同样旨在提供高精度的全球定位保障服务。伽利略与GPS系统、俄罗斯的格洛纳斯系统已实现兼容互通。按照计划,伽利略系统由两个地面控制中心和30颗卫星组成,预定于2020年实现全部卫星组网。2006年,联合国成立全球卫星导航系统国际委员会,目的就是协调各卫星导航系统的兼容性和互通性,促进合作发展。基于该平台,北斗积极与其他导航系统开展合作。

中美双方签署《北斗与GPS信号兼容与互操作联合声明》

12月上旬,中美双方签署《北斗与GPS信号兼容与互操作联合声明》,两大卫星导航系统将实现民用信号互操作。《声明》指出,北斗卫星导航系统与GPS全球卫星导航系统在国际电联框架下实现射频兼容,两系统民用信号B1C和L1C实现互操作,用户可以同时使用北斗和GPS民用信号,无需显著增加成本就可以享受到更好的服务。
据中科院国家授时中心副主任卢晓春介绍,根据卫星导航系统的工作原理,接收机需要同时“看到”至少4颗导航卫星,才能实现定位。如果使用单一导航系统,可能在某一区域上空卫星数量有限,冗余不足,一旦接收机与某颗卫星断开联系,会影响定位服务的持续性。北斗与GPS实现互操作以后,用户用一台接收机能同时接收两个系统的卫星信号,如GPS卫星数量不够的话,还有北斗卫星,定位的稳定性和精度会更高。

简单来说,通过信号兼容,相当于把原本各自为战的导航系统整合成一个大系统。目前,中俄也在推动北斗与格洛纳斯系统的兼容互操作,已进行多次会谈,收效良好。无论从用户需求还是卫星导航系统发展来看,携手合作是大势所趋。


除了信号,卫星导航系统之间的兼容协调还包括多个方面,例如频率资源。卢晓春说,国际电联规定卫星导航的频率必须在L波段一个有限范围内,先到先得。在卫星导航系统发展初期,GPS一家独大,占据了大部分频段。格洛纳斯也占用了一部分。北斗起步较晚,所剩频率资源极为有限,需要按照国际电联的规则,和先到者协商。2015年年底,我国与美国达成一致,在GPS发送信号的频段内,北斗可以在不构成影响的前提下共用频率资源。同时,导航卫星受到轨道资源限制,因而星座轨位存在兼容问题。此外,各导航系统的时间系统、坐标体系都需要实现兼容互操作。

卢晓春还介绍,2018年1月,北斗和GPS将在我国进行第三次会谈,继续推动双方的合作。“为此我们已经成立了4个工作组,分别负责兼容与互操作、星基增强、服务性能的监测评估以及应用等方面。”

 
除了与美国GPS系统进行合作外,冉承其称,2015年,中俄双方就达成了北斗和格洛纳斯系统的兼容和互操作。
 
热脸贴冷板凳,欧盟坑中国.....

2009年3月中旬,来自中国和欧洲航天部门的官员们行色匆匆,赶赴德国慕尼黑,就争执了半年的导航卫星放射频率“重叠”问题展开第二轮谈判。双方唇枪舌剑,激烈交锋。欧方官员以频率是从美国人手里花“血本”获得,而且欧洲人的“伽利略”系统早已按此频率进行技术设计现已无法修改为由,力压中国“北斗”二号系统“搬迁”到其他频道上;中方则依据国际上通行的卫星发射频率原则——“谁先用谁先得”的“所有权取得”,对自己的权益寸步不让,对欧方的要求据理力争。 会谈最终毫无进展,等待下一轮谈判。  
在全球卫星导航系统的建设一事上,中国和欧洲从最初的合作,逐步走向竞争,反映了中欧之间深层次的结构性矛盾和战略利益冲突,而冲突背后,则揭示了欧洲一直以来对华所抱持的傲慢和排斥心态。关于这场并不为国内人所熟知的争执,其实由来已久,要厘清来龙去脉,还得从最开始的中欧合作签约谈起。

蜜月期(2003年-2004年)中欧优势互补 反对单极世界

2003年的欧洲,处处弥漫着反美反战情绪。美国执意执行单边主义外交政策,不顾国际社会反对,悍然发动伊拉克战争,欧洲人感受到了“单极世界”引起的潜在危险。时任法国总统希拉克,主张建立“多极化世界”,他的呼声得到时任德国总理施罗德的坚决支持。在这样的背景下,欧盟决定把中国纳入欧盟2002年就已启动的“伽利略”计划中,中国成为第一个非欧盟的参与国。消息传开,震惊美国。

一直以来,美国的全球卫星定位系统GPS在民用导航领域独步天下,即便同时代有俄罗斯的“格洛纳斯”系统与之竞争,但“格洛纳斯”年久失修,导航卫星残缺不全,早已淡出国际市场,根本不具备与GPS一比高下的能力。欧盟发起的“伽利略”全球卫星导航计划,被认为是结束美国“独霸”局面的最有力挑战。按设计,“伽利略”将一共由30颗“中轨道”和“静轨道”导航卫星覆盖全球,其定位精度超过了GPS,在兼容性和精确度等设计方面也优于GPS。为了打破GPS的垄断地位,“伽利略”的“公共管理服务”系统拟使用的频率故意选择了与美国GPS相近的频率,这样的安排有可能冲淡GPS的频道效果,令美国人坐立不安。

早在几年前,中国在区域卫星导航和定位系统上已有长足发展,2000年相继发射了两颗静地轨道的导航实验卫星,2003年4月又发射了第三颗“静轨道”卫星,基本形成了覆盖全中国的区域导航和定位系统,这一系统被称为“北斗”一号。

当时的“北斗”系统尚属实验开发阶段,其技术参数落后于GPS,也落后于2002年欧盟决定启动的“伽利略”系统,而且更重要的一点是,“北斗”一号只属于区域性,其商用价值并不高。在这样背景下,欧洲人主动“邀请”中方加入全球卫星导航系统,中方欣然受之,双方一拍即合。

欧洲把中国纳入,不仅使欧洲一些国家的领导人赚足了政治资本,也使“伽利略”计划捉襟见肘的财政状况得到极大缓解,更给“伽利略”进入中国诱人的市场打下了基础。2003年底,在中方实际完成了区域导航系统“北斗”一号之后,中欧草签合作协议。2004年中欧正式签署技术合作协议,中方承诺投入2.3亿欧元的巨额资金,第一笔7000万欧元的款项很快就打到欧方账户上。

中国与欧盟合作,既有战略利益也有实际的好处。有人评论,中欧在高端技术上的合作,实质上打破了美国主导的欧洲对华武器禁运,也相当于废弃了针对中国这样特定国家的欧美武器贸易条例(ITAR),为最终从法律层面解除对华武器禁运撕开了一个口子。由于卫星导航在现代战争中扮演越来越重大的角色,美国甚至扬言,美国如感觉受到威胁,则有权击毁“伽利略”卫星。

转折期(2005年-2007年)欧洲政治转向 联美排挤中国

2005年,“伽利略”首颗“中轨道”实验卫星“GLOVE-A”搭乘俄罗斯“联盟”号运载火箭顺利升空。虽然这只是一颗实验性卫星,并非是要最终布置的30颗导航卫星之一,但“GLOVE-A”的发射,标志着欧盟“伽利略”计划从设计向运转方向转变。

然而,进入2005年,欧洲政治开始转向,之前“亲华”的德国总理施罗德黯然退隐,由来自右翼政党的亲美政治家默克尔担任德国新总理,而法国也进入了领导人交替的时代,希拉克的影响力逐渐下降,亲美政治人物尼古拉·萨科齐于2007年开始担任法国总统。

亲美政治人物纷纷上台,给欧盟致力于建立“多极世界”的愿望变得暗淡,欧洲迅速向美国靠拢。在这样的背景下,欧洲航天局与美国“修好”,同意修正之前拟定的与美国GPS相近的发射频率,以便投入使用后产生信号冲突的可能性降至最低限度。但这样的技术重新修正,却花掉了预算之外的一大笔钱。作为回报,美国同意在技术上支持“伽利略”的开发。

恰恰在这个时候开始,欧盟为“伽利略”计划的财政和利益分配吵成一团。也是从这个时候开始,欧盟开始排挤中国。眼看着投入巨额资金,却得不到与之相称的对待,甚至待遇还低于没有投入一分一厘的其他非欧盟国家,如印度等国,令中国大为不满。中国不但进不到“伽利略”计划的决策机构,甚至在技术合作开发上也被欧洲航天局故意设置的障碍所阻挡,中方除了挂得一个参与人的“好名声”之外,其他一无所得,反而要担负巨额资金投入,这样的“结局”令中方十分不满。

在此背景下,中国开始把注意力转移到沉寂数年的“北斗”系统上。2007年发射的第四颗“北斗”一号导航卫星,替换了退役的卫星,“北斗”系统开始激活。到2007年底,中国成功发射了第一颗“中轨道”导航系统,标志着“北斗”系统在技术和规划上的重大突破。

本来中国诚心与欧盟合作,一开始就定位“北斗”为区域导航系统,给“伽利略”计划留下了毫无保留的施展空间。但是,事与愿违,欧方“骨子里”并没有放弃轻视中国、压制中国的心态,合作不到几年,短暂的“蜜月期”一过,中欧双方就合作开发问题常生冲突,中国抽身离去,留下为经费吵成一团的欧盟各国。

竞争期(2008年-2010年)“北斗”横空出世 技压“欧系”卫星

由于实质参与欧洲“伽利略”卫星导航系统受挫,中国决定“单干”。2006年11月,中国对外宣布,将在今后几年内发射导航卫星,开发自己的全球卫星导航和定位系统,到2007年底,有关覆盖全球的“北斗”二号系统计划已经浮出水面。

此时,欧盟还在内耗中没有脱开身。直到2008年4月27日,“伽利略”系统的第二颗实验卫星才升空,此时距上次发射已经有差不多四年时间,这样的进度,比最初的计划推迟了整整五年。

“北斗”二号横空出世,不仅使欧洲“伽利略”系统准备与美国GPS一争高下的愿望大打折扣,也冲淡了“伽利略”未来的市场前景。“北斗”二号在技术上比“伽利略”更先进,定位精度甚至达到0.5米级,令欧洲人深受震撼。另一方面,之前“伽利略”计划的推出,刺激了美国和俄罗斯加快技术更新,新一代GPS和新一代“格洛纳斯”的定位精度等技术指标均很快反超“伽利略”,“伽利略”逐渐丧失了技术相对领先的优势。为转变被动局面,欧洲人别无他法,只有增加财政投入,而此时欧洲航天局为了排挤中国,已经以法律形式规定所有开发资金均来源于欧盟公共资金,这就意味着,要想增大投入,还得在内部无休止地“吵”下去。

欧洲人开始酸溜溜地说,中国“北斗”二号的技术“偷窃”自欧盟“伽利略”计划,这样的无聊之辞已经成为欧洲人自大自负又一例证。出于战略的需要,中国并没有完全放弃与欧盟“伽利略”计划的合作,但这已经不能阻挡中国推出自主全球导航系统的步伐。

按照国际电信联盟通用的程序,中国已经向该组织通报了准备使用的卫星发射频率,这一频率正好是欧洲“伽利略”系统准备用于“公共管理服务”的频率。

频道是稀有资源。占得先机的美国和俄罗斯分别拥有最好的使用频率,中国所看中的频率被认为是美国和俄罗斯之后的“次优”频率。

按照“谁先使用谁先得”的国际法原则,中国和欧盟成了此频率的竞争者。然而,我国第7颗北斗导航卫星已于2010年12月18日成功发射,并进入太空预定工作轨道,意味着中国北斗卫星导航系统组网建设正按计划顺利推进。我国的北斗二代也已正式启用上述频率,而欧盟连预定的三颗实验卫星都没有射齐,注定要在这场“出乎意料”的竞赛中败下阵来,从而失去对频率的所有权。 

全面领先期(2011年-2014年)“北斗”完成亚太区域覆盖 纳入IMO全球无线电导航系统

中国北斗系统是按照“三步走”总体规划分步实施:第一步,2000年建成了北斗卫星导航试验系统;第二步,建设北斗卫星导航系统,2012年底左右形成覆盖亚太大部分地区的服务能力;第三步,2020年左右,北斗卫星导航系统形成全球覆盖能力。

2011年,北斗系统正式为中国及周边地区提供服务。2012年12月,北斗系统对外宣布正式提供区域(亚太大部分地区)服务,标志着北斗系统“三步走”战略第二步圆满完成。

北斗正式商用

2013年12月27日正式发布了《北斗系统公开服务性能规范(1.0版)》和《北斗系统空间信号接口控制文件(2.0版)》两个系统文件,这是北斗正式商用的标志,所有的厂商都可以根据这两个文件来开发自己的产品。

北斗正式纳入IMO全球无线电导航系统

2014年11月17日至21日,国际海事组织(IMO)海上安全委员会第94次会议在英国伦敦召开,审议通过了对北斗卫星导航系统认可的航行安全通函,标志着北斗卫星导航系统正式成为全球无线电导航系统的组成部分,取得面向海事应用的国际合法地位。北斗卫星导航系统成为继全球定位系统(GPS)、格洛纳斯卫星导航系统(GLONASS)后的第三个全球卫星导航系统。

相对北斗导航的迅速组网和商用,伽利略定位系统进展就异常缓慢。伽利略定位系统在2005年12月才发射第一颗试验卫星,2011年8月21日发射第一颗正式卫星。该系统目前尚未形成完全工作能力,目前至仅在2016年12月15日开始提供早期服务,计划于2019年具备完全工作能力。

全球服务期(2015年-2017年-2020年)“北斗”2018年率先覆盖“一带一路”国家 2020年前后服务全球

中国卫星导航系统管理办公室主任、北斗卫星导航系统发言人冉承其日前表示,五年来,北斗系统连续稳定运行,相比2012年,定位精度由10米提升至6米。为增强系统稳健性,巩固空间星座,增加4颗备份卫星,2颗已发射入轨,另外2颗待命发射。建设北斗地基增强系统,形成全国“一张网”,提供实时米级、分米级、厘米级和后处理毫米级等高精度定位服务。建成全球连续监测评估系统,通过遍布全球的监测站,具备对北斗、GPS、格洛纳斯、伽利略四大系统实时监测评估能力。

北斗三号组网发射,全球建设拉开大幕。将短报文通信服务由区域拓展至全球,增加星间链路、星基增强、全球搜索救援等功能,播发性能更优的互操作导航信号,为全球提供高品质服务。突破上面级直接入轨、高精度星载原子钟、星座自主运行等关键技术,完成5颗试验星发射和技术验证,星载原子钟天稳定度达E-15量级,空间信号精度优于0.5米,定位精度2.5至5米,较北斗二号提升1至2倍。同步开展北斗星基增强系统建设,已完成系统演示验证。
 
而根据后续组网建设计划,北斗全球系统预计将于2018年率先覆盖“一带一路”国家,提供基础服务;2020年前后全面建成,具备覆盖全球的服务能力。

冉承其在回答记者提问时说,在2018年底前发射18颗左右的卫星,可优先为“一带一路”国家和地区提供服务。同时,加强技术交流和人才培养,服务“一带一路”国家和地区。
历史性一步!中国北斗正式信号兼容美国GPS

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