江晓原 黄庆桥 李月白

在当今中国，大概多数人都知道GPS，因为它神通广大、应用广泛，中国的车主都很喜欢它。但如果你提起“北斗”（BDS），知晓的人要少得多。其实，GPS也好，“北斗”也好，都是利用人造卫星来实现对地球表面物体的精确定位，简称卫星定位导航系统。只是GPS由美国主导，并在全世界使用了二十多年，而“北斗”系统则由中国主导，还在建设完善之中。

那么，在人们已经习惯了使用GPS的时候，为什么中国还要下大本钱去搞“北斗”呢？

GPS与海湾战争

1991年海湾战争爆发时，美国GPS 系统尚在加紧建设中，还未完全建成，但美国军方果断地提前将其投入使用。当时美军的导航卫星只有15 颗，每天提供15小时的服务。令人惊讶的是，即便是只有15颗卫星、还不成熟的GPS 系统，也显示出强大的威力。在中东的茫茫沙漠中，GPS为美军提供了精确定位服务，以致美国国防部长理查德·切尼说：“GPS对战争的胜利起到重要作用，伊拉克绝对不会想到，在没有任何地形特征的情况下，我军能够胜利地横穿西部沙漠。”GPS还为美军强大的空中力量提供精确制导服务，在美军的高密度空袭中，GPS为数百架战机提供精确导航，特别是隐身战机和巡航导弹几乎也全部依靠GPS来选择隐蔽的进攻路线。也就是说，GPS已经成为美军现代武器系统的重要组成部分。因此，在海湾战争之后，美国果断地（当然也是世界上第一个）用卫星定位导航系统取代陆基无线电系统，作为海、陆、空军事力量的主要导航手段。

以GPS为代表的高技术在战争中的巨大威力，给全世界以巨大的震撼。

开发“北斗”的战略意义

或许有人要问，人家美国的GPS不仅对全世界是开放的，而且还是免费使用的，中国还有必要烧钱去做这样一个系统吗？况且我们做的可能还不如美国GPS好，这不是费力不讨好吗？

其实，美国GPS免费使用完全是其技术特点决定的。GPS是单向通信体制，与广播电视塔类似。比如，广播电视塔只管发射信号，到底是有1台收音机接听还是有1万台收音机接听，广播电视塔是不知道的。GPS系统亦是如此，24颗工作卫星只管不停地向地面发射信号，具体是谁在接收并使用这些信号，它是根本不知情的，既然不知情，那又如何收费呢？而GPS免费的结果则是在全球形成巨大的市场，依托这套系统会产生新的国际性产业，美国本来就是超级大国，GPS免费带来的产业化和商业化显然有利于美国。另外，GPS免费会形成一股强大的国家软实力，这显然也是符合美国国家利益的。

如果我们贪图省事和便宜，在中国的军事系统上安装美国的GPS，后果则是灾难性的。这是因为美国GPS开放的只是民码，而美国军方使用的军码的定位精度比民码高了10倍。更重要的是，万一跟美国人打起了仗，人家顺手就把GPS民码停掉，可是你已经很依赖 GPS，甚至连指南针都丢了，那时可就真的抓瞎了。即便美国不停GPS，但给你发个欺骗码，那么瞄准美国的导弹就可能飞到自家阵地上，这就更可怕了！即便是民码，咱们也不能只依赖美国的GPS，谁能保证美国未来不在GPS的使用上设置障碍？一旦与美国关系紧张，谁能保证美国不在GPS的利用上刁难咱们？谁能保证美国不会利用GPS搜集情报、窃取商业机密？所以说，不管是中国的军事系统，还是在社会生活各个领域，绝不能完全依赖美国的GPS，一旦形成依赖，就会像吸毒者一样无法自拔！后果自然也是灾难性的。因此，中国除了发展本国的卫星定位导航系统，别无选择。

“北斗”的前世与今生

中國人所熟知的“两弹一星”工程中的“一星”，就是指人造卫星，研制历史可以追溯到1958年。1970年4月12日成功发射第一颗人造卫星“东方红”以后，通信卫星、气象卫星、定位导航卫星等就都进入决策层视野。“七五”规划中明确提出了“新四星”计划，随后提出过单星、双星、三星、三到五颗星的区域性系统方案，以及多星的全球系统设想。

20世纪80年代初期，陈芳允（中国卫星测量、控制技术的奠基人之一，中国科学院院士）提出了双星定位方案，但因经济条件等种种原因被搁置下来。1991年海湾战争是个重大转折点，在美国GPS的激励下，搁置十年的双星定位方案得以启动，被称为“北斗”导航试验系统（也叫“北斗一代”）。当时的中国既没经验又没有钱，加之只有两颗卫星，所以其定位精度自然远远比不过GPS。

1990年以来，在GPS的反衬下，中国“北斗一代”因性能不强而饱受诟病。在已有经验的基础上适时启动“北斗二代”系统，已是势在必行。中国在21世纪之初建成“北斗”导航试验系统，尽管它的性能并不强大，但对于中国来说，却有着特殊的意义，因为它使我国成为继美、俄之后世界上第三个拥有自主卫星导航系统的国家。

中国的“北斗”经略

与美国GPS首先用于军事系统相同，中国“北斗”自然也首先用于中国的国防系统。毕竟，保家卫国是“北斗”的第一要务。

在政府激励政策的刺激下，在中国很多地方，已经形成了围绕“北斗”系统的高科技产业园区，这种战略性新兴产业，为解决中国“北斗”卫星定位导航系统“最后一公里”的应用问题注入活力。

亚太突破战略、服务“一带一路”是中国“北斗”走出去的一大亮点。中国“北斗”系统已经打上去27颗卫星，到2020年将打全35颗卫星。目前，这些卫星主要分布在以中国为中心的亚太地区上空，亚太地区的“北斗”定位导航网络因此已经建立起来，并已投入使用。东南亚国家纬度较低，按照北斗星座的分布特点，在这一区域“北斗”系统的导航性能更好，要优于其他导航系统。也就是说，对于亚太国家而言，“北斗”比GPS更有优势，用“北斗”比用GPS更加合算。

2014年5月巴基斯坦国家位置服务网一期工程的建立与完成，这一工程是中国“北斗”卫星导航系统的首个海外组网项目，为巴基斯坦提供实时可靠的“北斗”高精度定位服务。这对于“北斗”系统走向国际化和产业化应用都具有重大意义。

不管是国内市场用户还是国际市场用户，使用“北斗”、GPS、“格洛纳斯”等多个系统，减少对单一系统的依赖，增强安全性，都是非常重要和十分必要的。而这一点，正是中国“北斗”能够与GPS 争锋的关键所在。

（摘自《今天让科学做什么？》复旦大学出版社 图/陈明贵）