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4.北斗一代被詬病

MH370 失聯後出現了很多科普,令公眾熟悉了多普勒效應這個名詞,那多普勒效應對衛星來說到底是好事還是壞事呢?

這要看是哪一種衛星,多普勒效應對導航定位衛星來說是好事,因為衛星相對地面物體被測物體的相對速度越大,多普勒效應越明顯,定位就會更加準確,這甚至是定位導航衛星的核心原理基礎。

但是,多普勒效應對通信衛星來說就是壞事了,因為頻率偏移會導致通信失敗,必須得做修正。

例如位於印度洋上空的亞太國際通信衛星就是相對地面固定的,失聯的MH370在最後階段發出的7次探尋信號被這顆衛星測出了頻率偏移,這本來是要被修正掉的數據,沒想到這卻成了推測飛機航蹟的唯一證據。

既然中國的這兩顆衛星是靜止軌道的,自然可以與國際通信衛星一樣完成通信任務,於是既能定位又能通信就被設計成為了北斗一代的技術特點,而GPS等其它定位導航系統都是不支持通信功能的。

美國GPS不具備北斗這樣的通信功能,這真不能說人家技術落後,因為人家的衛星系統是各司其職的,定位衛星和通信衛星兩套系統的性能都很優異。而中國北斗一代是身兼兩職,聽起來功能更加全面,其實是中國把定位衛星打到了通信衛星的軌道上,自然能收穫了通信這個副業。

畢竟定位才是北斗一代的主業,大部分的信道資源都必須讓給定位數據的傳送,所以留給通信的信道資源就很少,它無法完成實時的話音通信,只能完成短信功能。

由於這兩顆星的軌道很高,導致了地面被測物體與衛星的相對速度很低,於是多普勒效應就不明顯,其定位精度自然遠遠比不過GPS。其實是通信功能比國際海事衛星差得多,定位功能比GPS衛星差得多。

平心而論,北斗一代已經達到了設計指標,工程是非常成功的,畢竟就只有兩顆星嘛,咋能跟幾十顆的海事通信衛星和GPS衛星相比呢。

不妨做個假設,假如沒有國際海事衛星和GPS衛星的話,那既能定位又能通信的北斗一代就是光芒四射的,但問題是北斗一代問世時,這兩種衛星系統已經相當成熟了。

5.與伽利略計劃的姻緣

北斗一代的使用體驗比較差,那該咋往下走呢?

這時中國看上了歐洲的伽利略計劃,這是歐洲國家聯合搞的全球定位導航衛星系統計劃,因為這個項目實在是太燒錢了,歐洲單個國家誰都搞不起,但又不能不搞,雖然歐洲國家跟美國關係很好,但也不能把國家安全都係在美國政府身上。

歐洲有技術但缺錢,於是他們瞄上了中國,雙方一拍即合。

但後來中國越來越覺得不對勁,歐洲居然把日本和印度也拉入夥了,他們出的錢少但權利不少,這不是把中國當作冤大頭了嗎?中國發現苗頭不對,下定決心後就咔嚓地退出了,退出後自己單幹,開始發展北斗二代。

北斗二代計劃在2020年前發射35顆衛星,形成全球性的定位導航系統,比GPS還多5顆。

多出的這5顆是在赤道上空的靜止高軌道衛星,主要是完成短信任務的,其它30顆跟美國GPS的30顆一樣,都是中軌道的運動衛星。

北斗二代的規模與GPS相當,申請的軌道和頻率與歐洲伽利略比較一致,這就不可避免地遇到了衛星軌道和頻率爭奪的問題。

衛星軌道和空間頻率是人類共有的資源,那該如何分配呢?

國際規則是既不按國家來分,也不按人口來分,而是誰先佔了算誰的。

先佔先得的原則是西方發達國家製定的,他們認為這是各國都有同樣機會的公平原則,理由是:你有本事你也打衛星啊,我又沒攔著你,你不打是你自己的事,如果你永遠不打,難道說軌道和頻率還要永遠給你留著?

這聽起來也有道理,更關鍵的是,即使你覺得沒道理,你也沒能力阻止發達國家佔軌道和頻率。

2005年伽利略計劃的第一顆衛星上天了,但並沒有開通,只是佔了軌道但沒佔頻率,為啥沒開通呢?

原因是沒錢,開通需要花錢的,歐洲手頭有點緊。中國北斗二代的第一顆星也隨後上天了,而且上去就開通了,這下就把軌道和頻率都佔上了。

歐洲伽利略那邊慢悠悠地搗鼓,而中國這邊的北斗一個接一個地不停打衛星,後來還搞起了一箭雙星,而伽利略計劃和北斗二代有些頻率是重合的,雙方都在國際電信聯盟組織備案了,誰先佔上就算誰的,中國的快節奏把歐洲搞急眼了,通過美國給中國施壓,要求中國放慢腳步等等歐洲人民。

以前歐美國家憑藉技術和經濟優勢搶占資源,中國技術和經濟不給力只能吃啞巴虧,你們從來就沒謙讓過,現在憑什麼要我謙讓?中國不理會歐美的抗議,按既定的節奏繼續打衛星。

6.亞太地區組網

雖然現在還沒有把35顆衛星打全,但亞太地區的北斗二代定位導航網絡已經建起來了,並已投入了使用。

GPS和北斗的中軌道運動衛星都是30顆,它們各在太空上織就了一張網,GPS網眼最密處是在美國上空,北斗二代網眼最密處在中國上空,為本土提供服務是第一要務,這個道理當然很好理解。

加拿大和墨西哥當然會選擇GPS,而對於亞太國家來說,北斗卻比GPS更有優勢。

亞太國家認識到了北斗的覆蓋優勢,中國政府也積極推動北斗二代在亞太地區的應用,於是泰國、馬來西亞、文萊、印度尼西亞、柬埔寨、老撾等國家派出了19名專家,於2014年7月來到中國考察北斗二代,研究討論合作的事項。

第一站去的是武漢光谷北斗集團,參觀了中國最大的遙感衛星地面接收站,第二站去的是黃石,參觀了建設中的中國-東盟北斗示範城,第三站參觀了北斗地球空間產業國際學院,第四站是參加「2014北斗技術與應用國際培訓班」,在兩院院士李德仁領銜的武漢大學測繪遙感國家生點實驗室裡連續學習了半個月。

行程安排是很講究的,先帶他們參觀,行程非常密集不容你思想懈怠,一處更比一處高端大氣上檔次的北斗產業園區,令他們的眼睛瞪得越來越大,在內心受到了震撼後,再由國際知名科學家李德仁院士親自授課,解答使用北斗的所有疑問。

泰國專家表示,有些GPS衛星的信號泰國收不到,而北斗所有的衛星信號都能接收到,當然要參加北斗的「天眼」計劃,而且泰國現在已建成了首批CORS(連續運行衛星定位服務綜合系統)。馬來西亞緊隨其後,將成為北斗「天眼」的下一個落戶的國家。

7.在漁業的應用

北斗的首次成功應用是2008年的汶川地震,甭看我們平時的通信非常方便,電話、短信、互聯網等手段很多,但其實都是高度依賴光纖和基站的,當這些基礎設施遭到大面積損壞時,你會發現QQ、微信、微博、短信…..所有平時很方便的通信手段全都完了,除了靠吼之外簡直就沒有一點辦法。

那時候的北斗還是一代系統,雖然因為性能指標比不過GPS和海事衛星而被罵,但北斗一代在地震時卻發揮出了不受地面影響的優勢,它的定位和短信能力充分發揮了作用,成為了救援指揮部隊和前線救援人員最得力的通信助手,最大限度地保證了“72小時黃金搶救時間”的有效利用,彰顯了北斗服務民生的技術優勢。

遠洋漁業充滿危險,遇到風險時能得到及時得到救助非常重要,再節省的漁民都會備齊兩樣電子設備,一是GPS二是海事衛星電話,以便遇到風險時能及時求助。

遇到風險需要求救,首先要用GPS定好位,然後用海事衛星電話通知岸上的救援隊,告訴他們我遇險的GPS坐標,以便他們來救我。

當然也有用電台的,但電台的可靠性不如海事衛星電話,生死攸關時通不上可就抓瞎了。

但是,養一部海事衛星電話是很貴的,但為了關鍵時刻救命又不敢不養,很多漁民對此很糾結。

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最後修改日期: 2019 年 12 月 09 日