ZT 美国欧洲中国全球定位技术的竞争

ray902

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中国最近成功发射了第三颗可用于全球定位的卫星“北斗三号”。此前一两天,美国太空系统专家,美国海战学院国家安全决策系系主任弗雷泽(Joan Johnson-Freese)在美国耶鲁大学全球化研究中心的网络刊物“耶鲁全球”发表文章评论美国,欧洲与中国的全球定位技术及在这一领域中刚刚开始的竞争。

这个星球的绝大部份地区已经有人定居,但是只是到最近,人类才发明了可以给自己精确定位的工具,而这种工具迄今差不多是由美国免费提供的。美国免费提供的全球定位系统(Global Positioning System,GPS)让诸如移动电话与民航飞机的精确导航等等被视为理所当然的东西。但是,最近欧洲与中国作为在这一领域中潜在竞争对手的兴起让人们担心这种情况是否会持续下去。

弗雷泽说,因为GPS系统给它的提供者--美国军方--带来很多的优势,因此美国应该继续投资于该系统的更新,而不能将自己在这一领域中目前的优势地位让给欧洲或者中国。

全球现在很多东西已经,或者即将,依赖GPS。GPS是由美国国防部免费提供的。虽然在这一领域正在出现一些竞争者,但是,美国政府必须保持自己在这一领域中的领先地位意味着GPS仍将大体上是免费的。

GPS实际上是一个高精确度的时间传输系统。每个GPS卫星都有4个原子钟,这些原子钟都精确到一毫微秒,未来还将更精确。GPS用以确定具体位置的技术是使用无线数据,这些数据连续不断地从GPS卫星上输送到地面的接收器。在美国的电子商店,人们可以购买到接收器,价格大约为200美元。在地面上任何地点,任何时间,可以看到至少4个GPS卫星。从这4个卫星中的任何一个发出的信号中,人们可以精确地确定时间,但是要精确确定时间,与位置以进行导航,则需要来自4个卫星的数据。

GPS意味着什么?

弗雷泽说,意味人们可以立即非常精确地确定装配有GPS接收器的车辆的具体位置,从而可以给车辆的驾驶员提供精确的如何抵达他们的目的地的信息;GPS可以通过让飞行器彼此之间更安全地近距离飞行而缓和拥挤的跨大陆航线的压力;正是GPS的精确地位可以让炸弹变得聪明;在数周之前的伊拉克战争中,GPS系统让美国军队可以确定正在向自己靠近的是友军还是敌军。

1995年,美国空军宣布GPS系统可以完全投入使用。自那以来,GPS系统在民用与军用领域中的导航功能已经变得非常关键。因此,无论付出多大代价,美国都必须维持自己在这一领域中的优势地位。

目前GPS是美国免费提供。从现在到2016年维持该系统的费用为大约220亿美元--这一费用全部由美国支付。最初美国曾经考虑过收取少量使用费,但后来因各种原因而放弃了该计划--主要是因为美国政府不希望因为收取费用而鼓励美国国内与国外发展类似系统同美国现有的系统竞争,并干扰美国现有系统。

但是,其它一些国家已经开始着手发展自己的系统,既用于民用,也可能用于军用。

例如,中国已经使用GPS研究可能导致地震的地球板块张力。中国军方也有意将GPS技术应用到M系列短程导弹中。

人们已经在多大程度上依靠GPS?

这一问题已经被证明。1996年,一个计时错误被错误地传输到一个GPS卫星。该错误在6秒钟之后就被发现,但是,随后卫星之间的通讯中断导致美国100多个移动电话网停止运转,一些移动电话网停止运转的时间甚至超过24小时。

显然,如果GPS发生重大故障,消防,救护以及警察部门的运转很可能出现停顿;全球的金融银行系统可能瘫痪;电力供应可能中断;空中交通管理可能受到威胁。

弗雷泽说,欧洲显然非常担心的是,在处于敌对状态中,美国军方可以故意降低GPS的功能,从而使美国的对手无法使用GPS,并可能在全球制造混乱。

欧洲不仅仅担心美国可以故意降低GPS功能,或者乾脆按自己的意愿将GPS关闭;而且对自己在这一领域依靠美国的垄断感到不安。

正因为如此,欧洲已经开始着手发展自己的补充系统,该系统被称为“□利略(Galileo)”

但是,欧洲在为谁--德国,意大利,英国,或者法国--领导这一项目而争吵不休,而且这种争吵差点导致该项目的中断。迄今欧洲还没有解决这一问题。

对于欧洲在这一项目上的发展,美国正兴致勃勃地旁观,但美国也非常不安。令美国不安的是,□利略系统与美国GPS系统之间信号频率上的重迭可能导致GPS系统功能包括军事功能的中断。

在全球定位系统的竞争中,美国必须确保欧洲的□利略不会成为如同音像技术中后来居上的VCR或者DVD,而GPS变成该技术中虽然是开拓者结果却被淘汰的BetaMax。

欧洲并非是唯一一个在考虑发展自己的GPS系统的。中国已经认真地表示出对参与□利略项目的兴趣。中国也已经发射了两颗自己的“北斗”导航卫星,而这两颗导航卫星正是中国计划中的四个卫星系统的一部分。如同欧洲与俄罗斯一样,中国的GLONASS导航系统功能在严重恶化,也非常担心在经济与军事上对自己非常关键的领域上依赖美国。

美国国防部的GPS系统在1980年代曾经差点被取消,因为在当时,美国没有人确切知道这一系统在军事上到底有什么用途。

现在,GPS的用途正以指数增长的方式在增加。正是因为GPS在军民两用方面的价值,美国政府已经认识到更新这一技术的重要性,美国对GPS的更新包括使用更牢固的"M- Code"信号以防止信号传输中的干扰。美国空军在考虑是否将开发新的GPS III系统,该系统抗干扰能力比现在的系统高出100-500倍。

开发并维持GPS系统将代价高昂。但是,弗雷泽认为,这已经不是一个美国是否能够负担得起的问题,而是一个如果美国要维持自己的优势地位,美国已经别无选择。
 
是北斗一号。
GPS系统有24颗星,北斗系统目前只有三颗,精度相差较大,而且后者主要用于军用,目前还够不上竞争。
不过GPS发展了几十年,投资几百亿,国内能一步步追上来,已经是很不错了。
 
中国的导航卫星只覆盖亚太地区,所以要求的数量少。
 
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