2020年8月17日 星期一

教育評論:全球定位系統 提供多元化服務

731日,中國外交部汪文斌表示,中國的北斗三號系統不但是中國的北斗,也是全世界的北斗,不但服務中國,更是為全世界提供服務。北斗系統能夠為全世界提供基礎導航服務、全球短服文通訊、國際搜救等服務。目前中國北斗系統已經覆蓋全球200多個國家,北斗相關產品已出口至120多個國家和地區,用戶數量超過1億,每天提供服務2億次。基於北斗的國土測繪、精準農業、數字施工、智慧港口等已在東盟、南亞、東亞、西亞、非洲成功應用。

 

美國的GPS系統雖然先進,但是中國的北斗系統也不差,而且具有後發優勢。首先,北斗系統是安全的系統,使用北斗系統不用考慮被美國停止定位訊號,這在軍事領域是極其重要。另外,北斗系統獨創了全球短報文通訊功能,日常應用不太適宜,但是在一些災難場景下,這種對寬帶要求較低的功能卻起到救命的作用。在沒有北斗系統之前,應用於中國電網中的時間同步技術,主要是基於美國GPS的衛星授時。對於電力系統這樣關係到中國民生的分佈式網絡,採用美國GPS作為授時基準是存在安全隱患的。簡單來說,美國依靠GPS控制了中國電網。一旦發生任何矛盾,美國可以輕易對中國電力系統進行干擾。

隨着中國電力系統的不斷發展,中國電網已初步建成以超高壓輸電、大機組和自動化為主要特徵的現代化大型電網系統。它的運行實行分層控制,設備的運行往往要靠數百千米外的調度員指揮,電網運行瞬息萬變,發生事故後更要及時處理,這些都需要統一的時間基準。所以,依賴GPS是不可靠的。在建成北斗導航系統之後,在北斗同步系統中,授時用戶根據衛星的廣播或定位信息不斷的核準其時鐘鐘差,可以得到很高的時鐘精度。此前美國壟斷了全球的GPS定位系統,世界各國都在使用這個系統,包括精確制導武器和戰機,所以美國經常通過中斷GPS訊號,來干擾其他國家的行動。因此,很多國家都開始搞自己的定位系統,以免受制於人,例如歐洲的伽利略系統,俄羅斯的格洛納茲系統,以及中國的北斗系統。

 中國北斗系統開通,好像還有兩個國家比中國還要激動,第一個就是巴基斯坦,第二個就是俄羅斯。巴基斯坦一直使用美國的GPS,而美國為了自己的利益,隨意關閉在其他國家的GPS,而巴基斯坦就是其中的受害者之一。由於印度與巴基斯坦一直以來都不太和諧,一直發生多次衝突。美國為了幫助印度,便切斷巴基斯坦的訊號源,給巴基斯坦帶來了嚴重的經濟和軍事損失。所以,這次中國北斗的成功發射,巴基斯坦就表現得比中國還高興。

至於俄羅斯,雖然該國本身是有導航系統,但因為格洛納斯系統不太好用,這個系統存在很多問題。格洛納斯系統在俄羅斯廣泛應用於軍事領域和民用領域,但由於該國經濟發展緩慢,限制了導航系統的發展,所以俄羅斯使用美國的GPS。俄羅斯想要不受美國的牽制,只能另外尋找資源,恰好在中國北斗成功組網之後,俄羅斯也有意提出跟中國進行合作。

 北斗導航系統設立之初,中國的衛星導航技術落後於歐美。歐盟在研究伽利略系統之初,曾邀請中國共同開發,而中國為此繳納了2億多歐元的費用。但是,歐盟各國明爭暗鬥,導致該項目一再推遲,而中國作為投資者卻遭到排擠,無法參與多項核心技術。2005年,中國提出要求歐盟提供相關核心技術,但歐盟隨即翻臉,立即把中國踢出了伽利略計劃。自此之後,中國全面退出伽利略計劃,並開始研究自己的導航系統。201612月,伽利略系統宣佈初期上線一個月之後,組網衛星原子鐘就出現大規模故障,而原子鐘就是美國給歐盟的。另外,20197月,伽利略系統再次突然癱瘓,22顆衛星全部無法使用,而2顆測試衛星也失靈,電子裝置無法接受時間和定位訊號,5天後才自動恢復。

在歐盟的伽利略計劃的不斷錯誤中,中國的北斗系統已完成開發。經過數十年的研究,中國克服了星間鏈路、高精度原子鐘等160多項關鍵核心技術,突破500多種零部件國產化研制,實現北斗三號衛星核心零部件100%國產化。北斗系統採用的是三頻訊號,比採用二頻訊號的GPS系統更加先進。為了提高整個服務定位的精準水平,北斗三號採用了星間鏈路,實現了衛星與衛星之間的精密測量、訊息傳輸、控制指令的送達,可以達到優於2米的水平,而GPS系統精準度僅僅是小於10米。由此可見,中國北斗系統已全面投入服務,為全球各國作出多元化的服務,提升全球人類的生活素質。

原文刊載於《新城教育+》12/08/2020
https://metroeducationplus.com.hk/posts/%E4%BA%9E%E4%BC%AF%E6%9E%97-%E5%8C%97%E6%96%97%E8%A1%9B%E6%98%9F-%E5%85%A8%E7%90%83%E5%AE%9A%E4%BD%8D%E7%B3%BB%E7%B5%B1/1