打破美国垄断，曾助俄罗斯解燃眉之急，中国北斗到底有多强？

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文|吃面不吃鸡

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2023年5月17日，央视发布了一条振奋人心的消息，第56颗北斗系列导航卫星在西昌卫星发射中心发射升空。

进入新世纪以来，北斗导航系统时常被人们提起，尤其是2008年汶川地震之后，它已经成为了中国科技进步的代表。

但随着时间的推移，关于北斗的讨论越来越少，它似乎已经淡出了人们的视野。

实际上，北斗并非热度不再，而是进入了常态化运行，俄乌冲突以来，北斗系统更是助力俄罗斯解决了一个燃眉之急。

那么，中国北斗到底有多强？中国自己的卫星定位系统经历了怎样的发展历程？对于俄罗斯它又发挥了怎样的作用呢？

自主研发卫星定位系统刻不容缓

1995年至1996年，台独头目李登辉频繁抛出破坏统一的言论，美国则邀请李登辉访问，并派出航母穿越台湾海峡，为台湾省当局站台，台海局势骤然紧张。

那一年，双方到了剑拔弩张的程度。为了回应台湾省当局的嚣张态度，解放军在台海地区接连进行了一系列规模浩大的军演。

这一系列军演中尤以1996年3月的“联合96”军演最为出名。

演习期间解放军投入的兵力以十万计，导弹直接划过台湾省上空，解放军将领在动员时直言不讳：“解放台湾要有时间表！”

全世界的媒体都认为解放军会将这次演习直接转换为对台独势力的全面进攻。

最终这场演习没有演变为一场新的解放战争，但中国大陆所展现出的决心喝退了台独势力。

而挑起这次危机的时任美国总统克林顿也不得不“澄清”自己之前的发言，并表示支持“一个中国”原则，反对台湾省部分宵小妄图独立的做法。

然而这场演习中也暴露出了解放军内部存在的一系列问题。

首先，虽然官兵们表现出的的战斗素养和战斗意志让敌对势力胆寒，但那时的解放军装备实在不容乐观。

东风-15导弹作为高精尖武器的代表，在数量上还不足以担负区域覆盖的重任。而把坦克开上军舰充当舰炮的举动，更是平添了一丝悲壮的气氛。

其次，解放军的演习方案也被对方提前获悉，李登辉在安抚台湾民众时直言大陆打的是空包弹。

事后解放军展开了一场内部大排查，揪出了少将刘连昆、少将刘广智、大校邵正宗在内的一系列高层间谍。

最后，便是我们今天要讲的重点，解放军所使用的定位系统，居然需要敌对势力提供。而美国依靠对GPS全球定位系统的操纵，成功地在演习中干扰了解放军的导弹发射。

至于美国人干扰解放军导弹发射的具体经过，有两个说法。

一个说法来自于美国智库“战略与国际研究中心”，其成员富奈奥乐公开对媒体宣称，在演习中，中国与自己发射的一枚导弹失去了联系。

另一个说法则流传于中国民间，据当年参与演习的人透露，演习中解放军至少有三枚导弹严重脱离目标，原因是美国人在GPS中修改了定位数据。

无论这两种说法有多少可信度，一个不争的事实是，美国有能力通过修改GPS定位数据或直接切断对中国的服务，使解放军的作战行动陷入混乱。

研发自己的导航系统、摆脱对GPS的依赖刻不容缓。庆幸的是，中国在几年前就已经开始进行相关的工作。

中国科学家对卫星定位的研究可以追溯至1983年。那一年，两弹一星元勋、中科院院士陈芳允提出了双星定位原理，即通过两颗卫星信号传输时间差，与它们之间的位置关系，来确定目标所处的位置。

通俗地说，就像在两个已知的点之间用圆规画圆，两个圆的半径就是单个卫星与目标之间的距离，而两个圆的交点就是目标的具体位置。

当然，这个原理听起来简单，但要在茫茫宇宙中付诸实践，就没那么容易了。

陈芳允院士的双星定位原理为我国自主研发定位系统提供了初步的理论基础，但80年代的中国，改革开放尚处于萌芽阶段，经济实力、科技实力都不足以支撑这样一项宏大的工程。

与此同时，一项事关中国卫星定位系统发展方向的话题也正处在激烈讨论当中，那就是中国的定位系统应当一步到位，实现全球组网，还是小步快走，先组建中国及周边的卫星定位网络。

几代人共同的努力

时间跨入90年代，小步快走的支持者已经占据了主流地位，中国的经济建设和技术积累也都实现了长足的发展，自主研发定位系统的时机已经来临。

1994年，美国的GPS已经打造出了一张24颗卫星组成的定位网络，而俄罗斯的格洛纳斯定位系统也即将组建完毕。同年，北斗一号项目正式获批立项。

这一次从陈芳允手中接过接力棒的，是另一位两弹一星元勋孙家栋。

项目组的工作开始后，遇到的第一个技术难关就是卫星平台的选择。

最开始科研工作者们大多默认以东方红二号甲双自旋卫星平台为北斗一号卫星平台的基础，但这型卫星不具备太阳翼，自身功率又十分有限，对北斗一号来说，就像拿小轿车去带动火车车厢。

作为北斗一号卫星总设计师，范本尧曾带队进行了多次改造尝试，但令他无奈的是，这些尝试均以失败告终。

事实上，北斗一号的平台还有另一种选择——东方红三号。

作为东方红三号的总设计师，范本尧自然知道东方红三号作为北斗一号卫星平台的可行性，但与多数科研人员一样，他也不敢贸然提出这一方案，因为东方红三号刚刚经历了发射失败，它的设计合理性正在遭受质疑。

作为范本尧的上级，孙家栋看出了他的顾虑。他问范本尧：“老范，东三失败的原因是什么？”

“质量问题，一些关键部件的质量达不到要求，而不是设计问题。”范本尧如是说。

“那就把质量问题解决了，我们再重新论证，这个事不能再拖了。”

孙家栋的一锤定音为北斗一号指明了方向。

老一辈科学家总览全局的同时，新一代的知识青年也在齐齐发力。卫星平台得以确定后，北斗一号项目面临着另一个问题：如何实现信号快速捕获？

这个问题决定了定位系统的质量，国防科技大学的博士生王飞雪、雍少为、欧钢等人为这一项目提供了答案。

他们将一个10平米的仓库改造成实验室，集资购买了一台价值不菲的计算机，每天在实验室里进行十七八个小时的论证、试验工作。

孙家栋得知后十分欣慰，他告诉青年们：“攻关，最重要的是创新。”

最终王飞雪开发出了一套全数字化快速捕获信号与接收技术方案，测试效果远超人们的期望。

2000年10月31日、12月21日，两颗北斗一号卫星顺利进入预定轨道，北斗项目大获成功。

至此，中国一跃成为继美国、俄罗斯两个科技强国之后第三个拥有独立卫星定位系统的国家。

2003年5月25日，第三颗北斗一号卫星作为备用卫星升空，北斗一号定位系统得到了进一步完善。

对于北斗项目来说，北斗一号还只是试验工程。2004年，北斗二号正式立项，孙家栋继续担任总设计师。

除了在精度、覆盖范围上更上一层楼，北斗二号与北斗一号的重要区别在于，北斗二号将具备授时、通信功能。

为了实现精密授时功能，北斗二号需要加装相应的精密仪器——原子钟，而当时中国没有一个厂家制造过如此精密的设备，北斗一号上的原子钟也只是勉强达到能用的程度。

最初北斗二号项目组计划从国外购买原子钟，然而他们的多次尝试均以碰壁告终。国外对这项技术高度保密，没有国家愿意卖给中国。

对此，北斗二号系统工程副总设计师李祖洪曾无奈地打趣道：“我们也希望站在‘巨人的肩膀上’，但‘巨人’可不这么想，他对我们技术封锁，不让我们站在他的肩膀上。所以唯一的办法，就是我们自己成为巨人。”

孙家栋听到这句话也颇为感慨，他亲自跑到各个科研单位调研，并当众立誓：原子钟不过关，卫星绝不能上天。

面对紧迫的形势，各个单位纷纷投身原子钟研发，最终有三家单位各自拿出了具备世界领先水平的产品。

2007年，北斗二号的第一颗卫星已经运抵卫星发射中心，项目进入了最后的攻坚阶段，但发动机、应答机等部件先后发生故障，孙家栋统筹全局，李洪祖驻守一线，将这些问题一一解决。

同年4月14日凌晨，第一颗卫星顺利升空，但北斗二号项目马上面临着更为严峻的挑战：此时距离我国向国际电信联盟申请的导航信号频点还剩三天时间有效期。

导航信号频点意味着对轨道位置和频率资源的优先使用权，国际电信联盟奉行的是谁先占有谁先用的原则，如果没有在规定期限内收到相应的卫星信号，国际电信联盟将收回这一优先使用权。

但通常情况下，卫星进入太空后需要经过5天的适应期后才能够开启设备，否则可能导致卫星报废。

“加电开机！”

同年4月16日20时14分，孙家栋在两难中作出了最后抉择，此时距离最后期限已经不到4小时。

当晚，主控站外的操场上，十几个厂家的接收设备被列成一排，所有人都在焦急地等待中。

“有了！”

当天21时46分，一名技术人员欢呼起来，他负责的设备接受到了北斗二号发出的B1导航信号。

随后B2、B3导航信号相继传来。22时03分，信号接收完毕，此时距离最后期限还剩2小时，北斗二号代表中国拿下了进军全球导航定位市场的入场券。

2014年，早已满头白发的孙家栋离开了总设计师的岗位，但他仍没有就此安享晚年，而是转任高级顾问，继续为北斗项目散发着光和热，此时北斗三号项目已经进行了5年。

接替孙家栋的是58年出生的杨长风院士。在杨长风的带领下，北斗卫星三步走计划完成了最后的征程。

2020年6月30日，原计划的最后一颗北斗三号卫星完成定点，至此太空中已经有15颗北斗二号和30颗北斗三号同时向地面提供定位服务，中国的全球定位系统组建完成。

2023年4月27日，北斗卫星导航系统新闻发言人冉承其宣布，2023年将发射1至三颗北斗卫星，作为补充和备份，其中最新一颗卫星已于5月17日升空。

中国北斗，仍在继续前行。

北斗系统的应用

2008年是一个多灾多难的年份，这一年的5月12日，两分钟的剧烈震动后，四川、甘肃、陕西、云南的237个县级行政单位成为了灾区。

据日本气象厅的报告，汶川地震所产生的地震波环绕地球行进了6圈，远在6000公里外的日本都能感受到震动，这场地震的威力可见一斑。

地震发生后，极重灾区汶川对外通讯全部中断，外面的信息进不去，里面的消息出不来，汶川成了一座信息孤岛。

在这个急需外部援助的时候，信息的中断无疑是雪上加霜，每耽搁一秒，都意味着伤亡的增大。

为了能在黄金72小时内尽可能多地挽救生命，解放军和武警部队义无反顾地开进了这座余震不断的小城。与解放军官兵一起进去的，还有一千多部尚处于测试阶段的北斗终端机。

与其他定位导航设备不同的是，北斗不仅可以定位，还可以实现双向短报通信。

同年5月12日晚10点，一支率先抵达灾区的武警部队通过北斗系统替灾区向外界发出了求救信号。

次日，一支部队沿317国道一路向汶川进发，途中经过了马尔康、理县等灾区，一路上将灾区的情况汇报给抗震救灾指挥部，对后续的救援工作部署提供了莫大的帮助。

北斗系统向抗震救灾指挥部发送的信息表明，各支救灾部队均已到达指定位置，全国人紧紧揪着的心总算能够放松一些。

整个汶川地震的救灾行动中，分发到各部队手中的北斗终端机发挥了重要作用。

汶川地震是北斗系统第一次对外亮相，它在出色完成救灾任务的同时，也收获了全国乃至全世界的交口称赞。

随着北斗工程的稳步推进，人们使用的终端机也不再是当年紧急下发给各部队的那个略显粗犷的“大砖头”，它早已融合进手机、电脑等电子设备。

除了中国的北斗，目前全世界还有三大卫星定位系统：美国的GPS、俄罗斯的格洛纳斯、欧洲的伽利略。

从定位精度看，GPS对民用终端的精度为10米，军方使用的精度则为0.1米。2023年1月，欧空局刚刚宣布伽利略系统的水平精度提升至0.2米。

俄罗斯虽然声称要在2030年前后将格洛纳斯的精度提升至0.1米，但目前只能精确至1.5米。

与人们固有印象中的GPS一家独大不同，北斗已经悄无声息地将卫星定位精度提升至毫米水平。《中国科学报》早在2017年就透露，北斗卫星能够帮助水利专家发现1毫米的大坝形变。

得益于时代的进步，北斗采用的三频信号也比GPS的双频信号领先一个时代，这使得北斗的定位精度和抗干扰能力都要优于后者。

2022年12月，高德地图公布的数据显示，仅在这一家企业中，用户对北斗系统的日调用量就达到了2100亿次，而此前另一家地图软件巨头百度地图公布的数据也达到了1000亿次。

或许你没有特别关心，但北斗已经融入到了我们的生活中。

而北斗的服务对象也不仅仅是解放军和中国百姓，目前已经有137个国家与北斗卫星签订了合作协议，欧洲和俄罗斯都在与中国就卫星定位加强交流，就连不可一世的美国，也不得不与中国签署了信号兼容与互操作声明。

在这一系列与北斗达成合作的国家中，最引人注目的莫过于俄罗斯了。

众所周知，在持续一年多的俄乌冲突大背景下，俄罗斯遭到了西方国家的孤立，其经济、技术发展受到了严重制约，不可避免地影响到了本国的格洛纳斯系统。

而在2022年2月4日，也就是俄乌冲突爆发前不久，中俄两国领导人进行了会晤，两国企业签署了北斗与格洛纳斯的互操作协议。

2022年10月，俄罗斯在战场上陷入了被动局势，俄罗斯一度占领的赫尔松等重要城市被乌克兰夺回，俄军却拿不出足够的精确制导武器进行反击。

正当西方国家认为自己支持的乌克兰会将俄罗斯打败时，俄军却在战场上重新站稳了脚跟，并在阿特木斯克等地开辟了新的战场，将乌军拖入了无休止的消耗中。

在新一轮的攻防作战中，俄军的“柳叶刀”无人机等一批新式武器大放异彩，对乌军装甲单位起到了点名式打击的效果。

西方国家百思不得其解，回顾双方军力变化时猛然发现，在2022年9月，即乌军反攻赫尔松时，俄罗斯《生意人报》就报道了中俄间新的卫星定位系统合作项目。

在新一轮合作中，中俄双方将各在对方境内建立三座地面站。对俄罗斯来说，这无疑是对自身定位系统的一次增强，如此一来他们的精确制导武器才有机会大显身手。

当然，中国与俄罗斯之间的协议是基于和平的目的，但无需否认的是，北斗系统是国防力量的倍增器。

参考资料：

武中奇.北斗+地图导航为大众提供更优质服务[EB/OL].北斗网,2022-12-14.

陈飚.北斗导航：顶天立地的中国精度[EB/OL].北斗网,2017-11-20.