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歐盟的衛星導航系統可能要涼涼

提示:僅僅十年時間,Galileo的先發優勢已徹底淪為同行的笑柄。作為GNSS四大家族之一,Galileo在「吃老本」的路上逐漸向雞肋靠攏,看看最近這兩條新聞,如果沒人接盤,恐怕這個歐盟的衛星導航系統可能真的要涼涼。(本文共2734個字,閱讀約需4分鐘)

正文

依次介紹GPS(美國)、GLONASS(俄羅斯)、Galileo(歐盟)、QZSS(日本)和IRNSS(印度)。

美國的GPS

GPS的發展並非一蹴而就,前後歷經半個多世紀,區分三個發展階段,耗資近200億美元,號稱是美國繼登月計劃和太空梭計劃後的第三大航天項目。

第一階段:1964年,「子午儀」系統正式投入運行。

子午儀系統只有5至6顆LEO衛星在軌運行,定位精度不高,僅服務於美國海軍核潛艇。該系統是GPS的前身,展示了衛星定位導航系統的巨大軍事價值。

第二階段:2000年,柯林頓總統宣布放棄對民用信號的干擾。

1978年,首顆GPS試驗衛星發射;

1989年,首顆GPS衛星發射;

1991年,海灣戰爭爆發,GPS大放異彩,一戰成名;

1995年,24顆GPS衛星發射完畢,GPS正式提供全球服務。

因為建設GPS的初衷是服務於美國軍事,但其技術特點使得全世界都能無償接收GPS導航信號【點擊回顧往期文章】,所以美國政府在導航信號里加入干擾信息,區分軍用和民用兩種,前者定位精度10米,後者為100米。

隨著GPS地面輔助定位技術的發展,民用信號的定位精度可以修正到10米左右,另外,其他國家的衛星導航系統項目紛紛上馬,這使得軍民信號的界限更加模糊。為了提升和鞏固GPS在全球衛星導航市場的壟斷地位,美國政府終於在2000年宣布取消對導航信號的干擾,從此GPS衛星發送的導航信號,最低精度就是10米。

第三階段:2033年,所有的衛星將被替換為三代衛星GPS-III。

當前,美國政府正在實施「GPS現代化」計劃:在軌衛星已完成了第二代更迭,正在向第三代過渡,三代衛星的預期壽命將延長25%、精度提高3倍、抗干擾能力提高8倍。

俄羅斯的GLONASS

GLONASS是美蘇冷戰時期軍備競賽的產物,1995年,幾乎在GPS衛星布設完畢的同時,GLONASS的24顆衛星也全部發射到位。

然而,發射衛星是一回事,維持系統運行卻是另一回事,這對正在轉型(上世紀末,本世紀初)的戰鬥民族來說,就是個尷尬事兒!

1997年,24顆衛星僅剩16顆,無法滿足本國人民定位需求;

2001年,24顆衛星僅剩7顆,系統接近崩潰,定位誤差百米開外;

2007年,俄羅斯宣布解除對民用信號的精度干擾,同時實施GPS和GLONASS的兼容計劃,GLONASS復興計劃提上日程;

2010年,在軌衛星更新補充至26顆,並正式開放全球定位服務,其系統定位精度與同時代GPS相當。

2018年5月,GLONASS在軌25顆衛星,其中24顆提供導航定位服務,整個系統運行狀態良好。

GLONASS的發展之路也算是一波三折,由於過度依賴國家財政輸血,當俄羅斯進入經濟寒冬時,GLONASS只能被迫走向崩潰。根據俄羅斯2016年公布的航天預算來看,2016年的預算經費相比2015年減少了約30%,2017年基本與2016年持平……GLONASS將繼續在艱苦奮鬥的道路上砥礪前行!

歐盟的Galileo

Galileo是由歐洲聯盟主導推動的全球衛星導航系統,各成員國不僅要共享技術,更重要的是要拿出真金白銀。實際上,衛星導航所需要的技術遠沒有製造核彈那麼複雜和神秘,唯一的要求就是:錢!這也是為什麼世界上只有四個國家/組織玩得起GNSS的原因。

歐盟為了籌錢建Galileo,完全不按「大國套路」出牌:沒錢的時候搞傳銷,即使是非歐盟國家(中印也曾投資入會)也能發展為下線,承諾「投資入股分紅」一條龍;有錢的時候玩政治,歐盟部分成員國在兩個傳統超級大國之間左顧右盼,以致於為了追求完美的民主而犧牲了項目執行力,整個團隊的凝聚力就在這種「民主式的內耗」中消耗殆盡。

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抖音刷起來:我的套路,你不懂!

2002年3月,Galileo拿到歐盟劃撥的第一筆建設經費,宣布項目正式啟動;

2005年12月,首顆Galileo衛星發射成功;

2016年12月,首次面向全球提供服務,同時提出系統升級方案;

2018年5月,共有22顆衛星在軌運行,只有15顆衛星在提供導航服務(其餘均是實驗衛星)。

在Galileo誕生之際,航天屆對其評價就是「起跑線上的贏家」「全程碾壓GPS」「未來之星」。

相對GPS而言,Galileo就是「別人家的孩子」

因為起步時間晚,Galileo得以集百家(也就是GPS和GLONASS)之長,所以它的導航精度更高、衛星壽命更長、市場空間更大。美國人對歐盟的技術挑釁不屑一顧,但對Galileo賺錢的腦迴路卻耿耿於懷:低精度的導航信號免費用,高精度的信號給錢就能用——這意味著「邪惡軸心國」也可以擁有匹敵美國軍方的導航精度!

然而好景不長,僅僅十年(2002年Galileo項目啟動到2013年英國宣布脫歐)時間,Galileo的先發優勢已徹底淪為同行的笑柄。作為GNSS四大家族之一,Galileo在「吃老本」的路上逐漸向雞肋靠攏,看看最近這兩條新聞,如果沒人接盤,恐怕這個歐盟的衛星導航系統可能真的要涼涼了

衛星發生故障。2017年1月,「有關媒體」爆出有5顆Galileo衛星的原子鐘損壞。時鐘損壞就代表該衛星的導航信號無法打上正確的時間標記【點擊回顧往期文章】,即宣告5顆衛星的失效。

英國脫歐單幹。2018年5月1日,「有關媒體」爆出英國打算研究建立自己的衛星導航系統。作為歐盟最具影響力的三個大國(英法德)之一,英國從2013年開始就嚷嚷著要獨立,英國脫歐必將削弱歐盟的政治影響力和經濟實力,也將影響Galileo的健康有序發展。

日本的QZSS

QZSS翻譯為「准天頂系統」,由日本自主建設。

目前來看,QZSS已經簡化成為GPS的輔助增強系統。很顯然,美國似乎並沒有把最高精度的導航信號共享給他的盟國,否則日本也不會頂著國家財政的壓力自己發射導航衛星了。

好了,再給日本五年時間,QZSS到底能不能升級為一個獨立自主的衛星導航系統呢?讓我們拭目以待!

印度的IRNSS

IRNSS翻譯為「印度區域導航衛星系統」,該系統與QZSS類似,同樣是GPS的輔助增強系統,計劃採用3GEO+4IGSO的衛星星座。

2006年,IRNSS立項批准。十年之後(2016年4月),7顆衛星全部上天,印度宣布成為繼美國、俄羅斯、中國、歐洲之後,世界上第五個擁有自主導航衛星定位系統的國家(把日本遠遠拋在了身後)。

成為「世界第五」以後,總理莫迪將IRNSS改名為NavIC,翻譯為「印度星座導航」,立志將其升級為全球性的導航衛星系統。

不幸的是,印度在對標中國速度的過程中,步子太大扯到蛋

等等,為啥要發兩顆衛星?因為2017年8月份發射的衛星,失——敗——了!

總結

全球衛星導航系統在幫助改善民生的同時,也是主權獨立國家的重要象徵。作為現代國防的必需品,它的發展需要穩定的政治環境深厚的技術積累強勁的財政支持,三個要素缺一不可。

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END

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