从上世纪七十年代开始,美国历经二十年打磨,斥资300亿美元,完成了GPS这一人类伟大壮举。有人预想,一旦美国关闭GPS系统,全球导弹都将无法引导,其中只有两个国家不会受到限制。
20世纪70年代,美国国防部为满足军事需求,秘密启动了全球卫星定位系统(GPS)的研发。经过长达20年的建设,GPS终于在1994年正式对外开放使用,一时间改变了全世界的导航定位方式。然而,美国对GPS的绝对控制权,也让不少国家深感忧虑。
GPS一直由美国国防部和空军全权运营,对不同级别的用户提供不同精度的导航定位服务。军用的高精度P码信号需要使用美国政府特许的加密模块才能解码,普通用户只能使用精度较低的C/A码民用信号。这使美军拥有对全球大多数精确制导武器的控制权,极大地提升了美军的作战能力。
历史上,美国政府曾多次利用GPS系统展示其控制权,更令世界各国警醒,1993年,美国只因怀疑中国货轮“银河号”运送化武原料,就擅自关闭了对华GPS服务。 "银河号"在海上漂泊一个月后无果返航,可美国查无实据,1996年台海军演时,美国又突然切断台湾地区GPS信号,使解放军陷入瘫痪,2008年汶川大地震时,美国再次关闭对华GPS,严重影响了中国的救灾工作。
于是,俄罗斯率先在80年代研发了自己的格洛纳斯导航系统,欧盟也于上世纪90年代启动伽利略定位系统计划,我国从20世纪90年代起,也开始自主研发北斗导航系统。
我国北斗导航系统从无到有,经过艰苦卓绝的二十多年研发,已初步建成全球卫星导航系统,它不仅为国防建设提供可靠支撑,也将广泛服务于经济建设、社会发展与人民生活。
中国和俄罗斯自主导航系统的崛起,彻底打破美国在该领域的技术垄断。多年来,美国凭借其先进的全球卫星定位系统GPS,牢牢掌握着全球导航技术的主导权。GPS广泛应用于世界各国的军事装备和民用设备中,已成为不可或缺的基础设施。
但是,这种高度依赖也给其他国家带来了巨大隐患,美国完全可以随时关闭或破坏GPS信号,让依赖它的导弹瞬间失灵,军事防御瘫痪。
看清这一战略威胁的中国和俄罗斯,早在上世纪就启动了自主研发全球卫星导航系统的计划。中国命名此系统为“北斗”,而俄罗斯称其为“格洛纳斯”,经过长期潜心研发,两国终于分别在近年宣布,自己的导航系统已经具备全球覆盖能力,与美国的GPS相当。
以北斗系统为例,中国科学家从零开始,依靠自己有限的资源,逐步突破各项核心技术,比如北斗的关键部件卫星导航芯片,美国公司曾开价数千万元,意在遏制中国发展。但中国人最终研制出性能相当的国产芯片,大大降低了成本,在星载原子钟等多项技术上,中国也经历从引进,到联合研发,再到完全自主创新的过程,终于摆脱对美国的依赖。
如今,北斗系统已经与无人机、自动驾驶、5G等高新技术和产业深度融合,在120多个国家得到广泛应用,与美国玩命抹黑相比,越来越受到国际社会的认可,北斗的崛起,标志着中国彻底打破了美国在卫星导航技术上的长期垄断,为全世界提供了一个独立可靠的选择。
俄罗斯的格洛纳斯系统也发挥着至关重要的作用,俄乌冲突爆发后,美国切断对俄罗斯的GPS服务,但依靠自主研制的格洛纳斯,俄军的导弹和装备运作并未受到影响,这再次证明,拥有自主导航系统对一个大国来说是多么重要。
中俄两国在导航技术领域的突破与合作,不仅增强了各自的国防实力,也为全世界提供了技术选择。
自古以来,人类对于确定自己所处位置的需求就始终未变,在现代高科技发达的今天,全球卫星导航系统以其高精度的定位功能,已经成为满足人类这一需求的重要手段。
其中,美国的GPS系统与我国自主研制的北斗系统最为著名。这两大系统存在哪些差异?又将给人类社会带来怎样的影响?
追溯历史,GPS的雏形可以上溯到20世纪60年代冷战时期。为了使潜艇部队能够掌握自身位置,美国国防部启动了第一代GPS的研制。经过漫长的十几年时间,经过多代升级迭代,GPS终于发展成为如今服务全球的导航系统,与GPS不同,北斗系统的研制始于上个世纪90年代,1994年,北斗系统被正式立项启动。
此后,在航天专家的不懈努力下,北斗经历了三代升级,终于在近年形成初步的全球服务体系。这两大系统在设计理念上存在差异,GPS需要利用遍布全球各地的地面站来监测卫星信号,这使其易受地面基础设施的影响,而北斗系统则通过卫星之间的链路来实现导航定位,无需依赖地面设备。这为北斗在遭遇封锁时保持自主性提供了有力保障。
在性能指标方面,北斗在定位精度、覆盖范围、服务类型等方面都取得了大幅提升,北斗三号的定位精度已达到米级甚至厘米级,可提供短消息通信、天气预报等多种服务。与此相比,GPS在信号稳定性和用户规模方面仍占优。但随着北斗的不断完善,这一差距正在不断缩小。
人类社会进入数字化时代,导航系统带来的红利日益凸显,无论是救灾减灾、城市管理还是交通出行,高精度的定位服务已经成为必需。以我国为例,北斗系统已经在交通运输、水利资源、地震监测等多个领域被广泛应用,其产业生态也在快速成熟,相信在不久的将来,北斗系统将实现产业化规模化应用,成为服务各行各业、造福社会的关键基础设施,与GPS并驾齐驱。
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