揭秘北斗导航系统：二代军用精度可达到厘米级

　　作者：张景宇

　　5月12日14时28分，一个本应是2008年最“平常”的时刻，却成为数万同胞生死的阻隔。从此，天堂在左，汶川在右。

　　灾后汶川——信息孤岛

　　震后，从国务院、总参谋部，到民政部国家减灾中心、国家地震局监测中心，人们焦急地等待着从震区传出的每个讯息，以便确定受灾情况，制定救灾计划。

　　然而，沉寂、沉寂，沉寂之后还是揪人心肺的沉寂。

　　8.0级强度的地震摧毁了汶川的全部通讯设施。电报、电话、手机、互联网，这些凝结人类百年心血的现代化通讯手段，在大自然灾难面前，丧失了它往日的魔力。汶川一时间成为信息孤岛！

　　但党和政府并没有忘记自己肩负的职责。

　　5月12日14∶46：国家网站——新华网发布消息。

　　5月12日15∶50：总参谋部救灾应急预案启动。

　　5月12日16∶00：因通讯中断，两架直升飞机被派往灾区了解受灾情况。

　　5月12日17∶00：国家总理温家宝紧急赶赴灾区。

　　5月12日18∶28：派出武警四川总队和驻川武警某师的2900名官兵。

　　5月12日18∶44：成都军区、武警四川总队和驻川某师5000余官兵紧急赶赴汶川地震灾区参加救灾。

　　19∶20：军区先遣指挥组进驻灾区。

　　“这是哪支部队？”

　　在随后的救灾中，由于汶川原有通信设施全部遭到破坏，前方和后方的信息沟通成为救灾的最大障碍。这个时候，我们国产的“北斗一号”卫星导航系统，在抗震救灾的初期发挥了不可替代的作用。

　　13日中午12时，位于北京的“北斗一号”卫星导航定位指控中心监测到，一支携带了“北斗一号”终端机的部队，开始沿着马尔康、黑水、理县到汶川的317国道，以每小时6公里左右的速度一路急进。“这是哪支部队？”卫星导航定位指控中心工作人员欣喜之后是疑惑。通过对该部队所持定位终端发向指控中心的信号特征分析，指控中心判断，这是一个民用级终端设备。很快工作人员拨通了“北斗一号”卫星导航定位服务商之一的神州天鸿公司的电话。经过确认，证实该部队是隶属于四川武警总队的森警总队先遣队。

　　由此，正式拉开了“北斗一号”定位系统参与抗震救灾的序幕。

　　“‘北斗一号’定位导航系统，是具备双向通信功能的，但出于保密的原因，指控中心只能‘看’到信号，不能解读定位终端发射信息的内容。所以当他们看到有北斗终端向灾区运动时，并不知道使用者是哪个部队，最后是通过北京神州天鸿的民用运营中心才查到北斗终端是隶属四川武警森林总队。”神州天鸿市场部经理王永亮事后告诉记者。

　　据了解，北斗卫星定位系统是由中国建立的区域导航定位系统。第一代北斗系统(北斗一号)由3颗北斗定位卫星(两颗工作卫星、一颗备用卫星)、地面控制中心为主的地面部分、北斗用户终端三部分组成。

　　定位时，终端设备接收两颗卫星的信号，解算出与它们的相对距离，从而得知自己处于以两颗卫星为圆心的球面交线上。与此同时，终端将自己的计算结果发往地面控制中心，由控制中心从存储在计算机内的数字化地形图查寻到用户高程值，由于知道用户处于某一与地球基准球面平行的球面上，从而中心控制系统可最终计算出用户所在点的三维坐标。这个坐标经加密由出站信号发送给用户。

　　北斗定位系统可向终端设备提供全天候、24小时的即时定位服务，定位最高精度可达10米，其精度与GPS相当。“北斗一号”导航定位卫星由中国空间技术研究院研究制造。3颗导航定位卫星的发射时间分别为：2000年10月31日；2000年12月21日；2003年5月25日，第三颗是备用卫星。

　　北斗定位系统的投入使用，使我国成为世界上掌握卫星定位导航技术的3个国家之一。

　　灾后救援建奇功

　　“地震后，汶川地区当地通讯设施全部被毁，加上通往灾区的道路被泥石流冲毁，不能及时运送维修设备，北斗定位系统在救灾初期担负了绝大部分通讯任务。”《中国经营报》同事孙晨在现场告诉记者。

　　据孙晨介绍，由于汶川灾区地处山区地势复杂，部队配发的普通军用电台无法远距离通讯，而便携式卫星通讯系统可能装备的数量就比较稀少，一时也来不及调运，在这次参与抗灾的部队里使用得并不太多。

　　“这次救灾的主力是部队，出于保密的原因，他们极少使用外国卫星电话，而‘北斗一号’是我们自己的国产系统，因此不存在这些问题。”专门为部队提供“北斗一号”定位系统服务的运营商北斗星通董事秘书古先生告诉记者。

　　“其实‘北斗一号’的优点还不止这些。”据神州天鸿市场部经理王永亮介绍，大家耳熟能详的GPS定位系统，属于被动接受系统，使用者只能知道自己的所在位置，而无法通知指挥部门。“北斗一号”由于采用卫星和地面控制中心复合定位技术，用户在知道自己的地理坐标的同时，控制中心也知道了终端的地理位置。这样方便了指挥中心对终端使用者的调度。

　　王永亮还告诉记者，“北斗一号”定位终端不但能够随时向基地报告自己的位置，而且还具有双向通信的功能，如民用终端一次向卫星传送98个字节的短信息，可随时报告总部灾区的情况，申请救援物资。比如，救援部队在开进途中，有新发现的被围困群众，可以通知指挥中心增派人员。需要直升飞机运送伤员时，也可以将空地位置，周边天气情况向上报告，方便飞机降落。

　　王永亮透露，自2003年以来，武警森林指挥部为所属全国的7个总队配发了北斗设备数百套，其中四川总队配发了几十套，灾后第一天驻扎在汶川地区的四川森警总队汶川大队有数套“北斗一号”终端投入了抗震救灾工作，并第一时间发回了灾情报告，第二天森警总部司令部要求对参加救灾的部队打开所有的北斗设备，并及时汇报行进情况及灾情信息，第三天总参测绘局中国卫星导航应用管理中心及卫星地面总站紧急为部队调配了大量该类型设备。这几天，为了监测地震后形成的堰塞湖水位，又有400多个监测点使用了“北斗一号”终端。它们是由供电系统、水情监测仪、北斗通信终端共同组成的系统，利用“北斗一号”的通信功能，随时向指挥中心上传水情数据。

　　不过，也有业内专家指出，“北斗一号”在这次抗震救灾中起到非常大的作用，但是作为一个军民两用的系统，应用在军事上存在一些弱点，比如终端必须向卫星发送数据才能获得位置信息，在战争中极容易遭到电磁干扰和攻击。现在国家正在计划实施“北斗二号”项目，通过发射数十颗卫星组成类似于GPS系统的卫星阵列，可以实现无源定位。同时，在需要的时候还可以启动双向通信功能。

　　据称，“北斗二号”系统建成后，军用终端的定位精度可以达到厘米级别。