今年是北斗导航系统走向应用的关键一年。自去年12月27日起向我国及周边地区提供试运行服务的北斗导航系统,将在今年年底向亚太地区用户正式提供免费的无源定位、导航、授时服务。因此,近日在广州举行的第三届中国卫星导航学术年会上,加速北斗卫星导航系统的商业化应用就成为与会者关注的主要议题。
这个我国自主研发的卫星导航系统,与现在通用的卫星导航系统——美国的GPS相比,有哪些优势和劣势?它的商业潜力到底有多大?北斗可以取代GPS吗?
兼容:20%的精度提升
如果你想知道自己所处的位置和时间,卫星导航系统可以给你提供最精确的答案。作为拓展人类活动、促进社会发展的重要空间基础设施,卫星导航系统能为地球表面和近地空间的广大用户提供全天时、全天候、高精度的定位、导航和授时服务。
上世纪90年代美国政府向全球民间用户免费开放GPS,使这一原先仅作为军用的卫星导航系统得到迅速发展。目前GPS已占据全球90%以上的应用市场份额。
作为卫星导航的小字辈,北斗如何在与GPS的商业竞争中争得自己的一席之地?
北斗的作用,首先体现在它的兼容开放上。卫星导航系统有其脆弱性,单一的导航系统易被干扰、遮蔽。中国工程院院士、武汉大学教授刘经南说,GPS加北斗的双卫星导航系统可以提高系统的可用性和导航精度。根据目前的试验结果看,GPS在亚太地区的覆盖率一般只能达到60%至70%,加上北斗则可以达到80%以上,这提高了卫星导航的可用性;导航精度则可提高20%左右,比如GPS导航精度1米的地方,加上北斗后,导航精度能达到大约0.8米。
北斗也可以单独使用,单独使用时,在我国大部分地区导航的水平精度小于10米,垂直精度略大于10米。刘经南说:“目前北斗能够提供的服务,可以达到GPS10年前的应用水平,这是我们在试运行不足一年时就达到的水平,非常难得。”
与GPS相比,“北斗”的首次定位速度和授时精度都表现出更好的优越性。中科院院士、中国卫星导航应用管理中心研究员杨元喜说:“北斗卫星导航系统结网完成后,系统用户定位,电文通信和位置报告只需要几秒钟,而GPS首次定位却需要1至3分钟。”
北斗还是世界上首个集定位、授时和报文通信为一体的卫星导航系统。它可以发免费短信,这是GPS所没有的功能。
中国卫星导航系统管理办公室主任冉承其介绍,目前我国沿海出海捕鱼的大型渔船上都装了北斗用户机,使用北斗导航系统,可以在手机信号不好的茫茫大海上,免费发送短信给家人。“对渔民来说,这个短报文功能,至少有四大好处。一是与家人联络,满足情感需要。二是与国内市场联络,打了什么鱼,有多少斤,可以提前通知预售,提高收入。三是与周边渔船联络,遇险时及时自救互救。四是有了准确定位,可以避免打鱼越境的纠纷。”
目标:2020年覆盖全球
作为一个一边在建一边运营的工程,北斗的潜力远不止于此。当北斗全部建成后,其导航精度将达到厘米级别。
目前,北斗系统已经成功发射了13颗卫星,其中11颗卫星处于组网工作的状态,2颗卫星正在测试,还有3颗卫星将于今年8月和10月待发。到2020年建成时,北斗系统将有35颗卫星,包括5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星,与31颗卫星的美国GPS系统、24颗卫星的俄罗斯GLONASS计划比,规模更庞大。届时,北斗的全球定位精度将可与GPS相抗衡,亚太地区定位精度还会更高。
“在系统建设方面,现在一切都在按计划顺利实施,今年已经发射的3颗卫星,性能都非常好,特别是4月30日的一箭双星,是有史以来发射精度最高的一次。目前11颗组网卫星的导航精度已经远超去年,在中国主要地区定位精度达到10米级。未来北斗性能还会进一步提高,我们对此充满信心。”冉承其介绍,“泰国、马来西亚、巴基斯坦等许多国家已经对北斗的应用表示了很大的兴趣。”