篳路藍縷——中國人不得不了解的北斗往事

學爸蛋總

(一)魔力四射的三步走戰略

6月23日10時,好消息傳來,第55顆北斗導航衛星發射成功。隨着衛星順利入軌,這意味北斗三號系統所有衛星全球部署完成。

與其說北斗全球部署完成給大家帶來了好消息,不如說兔子的那種超強目標規劃能力和超強的執行能力,更讓人無比的振奮。

中國做啥事都喜歡三步走,老三步接着新三步,大三步裡套着小三步,已經把三步走玩得出神入化,甚至把大象裝冰箱這種匪夷所思的事情,都能用三步來完成。

北斗系統當然也不例外,第一步,我們先從北斗一號開始,覆蓋全國;第二步,北斗二號,實現覆蓋亞太;第三步,北斗三號覆蓋全球。

而北斗三號,又分為三步:2018年底,建成北斗三號基本系統,為「一帶一路」沿線國家提供服務;2020年,建成世界一流的北斗三號系統,提供全球服務;2035年,建成以北斗為核心的綜合定位導航授時體系。

總之,就喜歡兔子這種堅定不移的尿性,把三步走玩出了花,總是由易到難,一步一個腳印,從勝利走向勝利,藍星上已經沒有誰能擋住兔子的前進的步伐了。

(二)危機四伏的世界與北斗提速

蛋總以前說過,兔子和熊貓都是人畜無害、人見人愛的動物,膽子比較小,一旦受到驚嚇,兔子會蹬鷹,熊貓會變食鐵獸,都要想辦法壓驚。

下定決心搞北斗導航,也是四次被驚嚇的結果:第一次是海灣戰爭,第2~4次是九十年代外交的三大恥。

海灣戰爭中,美軍完美演示了一下什麼叫現代化戰爭,演示了一下什麼叫新時期的軍事碾壓,碾壓了號稱世界第三的伊拉克。

裝備方面,當時的伊拉克軍隊常規武器裝備甚至比解放軍還要強,伊拉克擁有整個中東地區最為龐大完整和現代化的綜合防空體系。

海灣戰爭中,美國開始應用GPS衛星導航。雖然美國只有10%的武器試用了GPS精確制導,但是這10%的精確制導武器卻發揮了強大作戰效能。

比如,美軍曾創造過兩枚導彈先後攻擊同一目標,且後一枚導彈通過前一枚導彈炸開的洞口鑽入目標內部爆炸的「戰場奇迹」,簡直是外科手術式的攻擊。

從傷亡上看,伊拉克傷亡10萬人,被俘十來萬。而美國,傷亡總共不足4000人。這無疑給還在深刻反省對越自衛反擊戰中成敗得失的兔子當頭一棒。當我們的裝甲化還沒練好的時候,別人已經玩起「信息化」了。

而從越戰泥潭走出來的美軍,已經實現了鳳凰涅槃,開始打信息戰和電子戰了,我們的差距不是幾年十幾年,而是一個時代。

中國也驚出了一頭汗,下巴差點驚掉了,懷疑自己當的是不是假XXX。召開了多次會議,專門研究海灣戰爭。從此我們提出了科技強軍的口號,樹立了打贏一場高科技條件下的局部戰爭的目標。

在海灣戰爭的影響下,中國的軍事思想也發生了微妙的變化,「技術決定戰術」,這是中國軍隊第一次公開承認軍事技術的重要性。

認識到高科技的重要性,就得有行動,於是海灣戰爭後,我們在一些導彈中加裝了GPS導航系統。

然而美國也壞,留了一手,他的GPS分為民用和軍用兩種系統,而且民用GPS信號的進度大大低于軍用的。軍用版只供美軍使用,連盟軍也沒有例外。

就這,民用GPS版本的導彈,已經比以前的精度提高不少了,雖然比美軍的精度還差十來倍(美軍精確到米)。

1995年台灣省代省長李某輝訪美,台灣海峽一時間劍拔弩張,當時中國解放台灣的心都有了,軍事演習隨時準備變成解放呆灣的實戰。解放軍向呆灣附近的東海海域射了三枚導彈。

結果,第一枚準確命中目標,所有人為這次成功歡呼喝彩,奔走相告。緊接着,發射了第二枚和第三枚導彈,發射出去後,突然發現,無法跟蹤了,最終導彈大大偏離了原定的落點範圍。

開始,大家先是懷疑我們發射的是不是假導彈。最後大家一直認定,美軍在GPS信號上做了手腳,第一可能突然中斷,第二可能發送了錯誤定位數據。

而且,美國向台灣海峽派出的兩支航母編隊,中國也沒法對其進行有效追蹤。

這下徹底懵逼了,就好像自己在明處被別人用瞄準鏡精確瞄準,而自己根本找不到別人在哪。這仗怎麼打?打起來也是自取其辱。

與其自取其辱,還不如就坡下驢,找個台階,回去裝孫子,卧薪嘗膽,以雪前恥。於是內誰決定放棄五桶,降低戰備等級。(當然還有別的原因)。

大家都清醒地認識到,無論花多少錢,也得搞自己的衛星導航系統。不過用腳趾頭想想也是,用美國的導航系統,引導着導彈打美國,美國怎麼可能那麼傻。

而在1993年,銀河號正在印度洋上正常航行,突然,導航系統不工作了,茫茫大海中,船變成了無頭蒼蠅,被迫停了下來。

原來美國無中生有,指控我們的銀河號上有大殺器原料運往伊朗。原來這也是美國關閉了GPS導航服務的原因。

後來,在伊拉克戰爭時期,美國就是關閉了當地的GPS信號,才導致伊拉克所有的導彈都失去了準頭,只能陷入被動挨打的局面。

2019年,美國與伊朗發生衝突,美國也用上了同樣的招數,直接切斷了伊朗的GPS信號。

還有1999年,中國駐南聯盟大使館,被美國五枚精確制導炸彈從不同方位擊中,再次完美展示精確制導的威力。

總之,關鍵時候,被人卡了脖子,這種滋味不好受,但這都為中國發展獨立的導航系統埋下了伏筆。

(三)歐盟豬隊友的臨門一腳

其實中國早就是個有抱負的大國,目標是星辰大海,也早就認識到定位導航系統不能懶省事。早在20世紀70年代的時候,就開始鬧心了。

七五規劃中提出了很多方案,有單星的,雙星的,三星的,四星的,五星的,以及更多星的。

研究、論證、再研究、再論證,最後在1984年,最終確定了雙星方案,提交後,上面批下來了,批了兩個字,沒錢……

80年代,中美蜜月,國際環境比較和平,集中精力韜光養晦是主題,基本上集中了所有精力進行經濟建設。所以,能省的錢,就省了。

九十年代,經歷了數次恥辱之後,有了一定經濟實力的中國,打算搞導航系統,於是翻出了十幾年前的最簡單的雙星方案,發射了三顆實驗衛星(雙星方案,其中一顆備用)。

這個笨辦法,只用兩顆衛星,獲得兩個位置參數,再加上使用者自帶的高度儀,可以粗略定位。精度比美國民用GPS還差很多。但是,總比沒有強。

但是這顯然不是我們的目標,我們的目標畢竟是星辰大海,我們既然是追趕者,我們就要發揮後發優勢,定位要超前,要比美國的GPS還要先進。可是從零起步,談何容易,於是考慮找個小夥伴。

被海灣戰爭炸醒的不止中國人,還有歐洲人,俄國人。歐洲也打算搞自己的導航系統,他們叫做伽利略系統。

因此歐洲和中國自然就走到了一起,歐洲出技術,中國出錢,聯手對抗美國的GPS。2003年的時候,中國為了表示誠意,大筆一揮,2.7個億(美元)就匯過去了,作為入群紅包(加盟費)。

可是4年後,歐洲突然把中國從伽利略系統群中給踢出來了,說是中國不保護知識產權。不過,說是等他們搞好以後,可以賣給中國。

麻蛋,我原本就是不想買才要搞導航的,美國會關GPS,難道歐洲不會關嗎?還不是一個道理?

走投無路的中國,再次被耍了,一耽誤就是四年。中國這回死心了,看來,必須要依靠自己了。2007年,中國開始全力投入打造屬於自己的北斗導航系統。

十二五期間,中國開足馬力,全力打造北斗系統。結果衝著衝著,發現歐洲沒動靜了,歐洲幾個國家,各種事情相互扯皮,效率低的令人髮指。

美國的效率也令人髮指,奧巴馬看着中國的高鐵眼饞,發誓要發展美國自己的高鐵。發過誓以後就沒下文了,到目前為止,美國仍然沒有一寸高鐵,除了馬斯克圈錢的膠囊高鐵。

更大的笑話來自紐約的地鐵。紐約地鐵二號線,用了近百年時間,累計耗資45億美元,2017年終於通車了,然而只有三站,長約三公里,然而通車當天就出了故障。

德國柏林勃蘭登堡機場也成為爛尾樓界的明星。這座機場早在2006年的時候就已經開始建設了,原計劃2010年完工。

然而整個建造過程就推遲了6次,時至14年後的今天還是未能按期交付,問題是投入一點沒減少,已經超支了45億歐。

同樣廢柴的還有北邊的鄰居俄羅斯,由於缺錢缺人才,普京大帝的各種宏偉願望也是逐漸如同肥皂泡一樣破滅了。

比如俄羅斯也是野心勃勃,2005年的時候就宣布2~4艘的航母計劃,計劃2013~2014年服役。2007年又宣布將在未來20年打造6個航母編隊。

時間到了2018年,俄羅斯還是唯一一艘航母褲子號(庫茲涅佐夫號)冒着黑煙在苟延殘喘。結果在2018年10月29日,正在大修的褲子號發生事故,唯一的航母浮船塢沉了。

這就尷尬了,也就是從今以後,俄羅斯唯一的航母沒地方做保養維修了,搞不好還得厚着臉皮找兔子,二毛的手藝也丟個八九不離十了。

不過俄羅斯還是有大國之志的,堅持搞自己的導航系統——格洛納斯系統,但是缺錢,項目一直搞搞停停,新的衛星打上去,差不多老的衛星也該退役了。

為了攢錢,普京痛下決心,宣布對使用美國GPS信號的接收機徵收25%的關稅……普京也是拼了,為了自己的導航,讓美國的導航出錢。

(四)後來居上,北斗與第四次工業革命

中國一不小心,衝到了歐洲前面,還有點不好意思。因為啥呢,因為外太空的軌道資源其實也是有限的,跟劇場一樣,有前排的位置,有後排的位置,有二樓的位置。有中間的位置,有兩邊的位置。

在我國所處的亞太地區上空,目前總共有194顆靜止軌道衛星,幾乎已經被佔滿了。在東經110度軌道位置上,甚至擠了6顆衛星。而且衛星的頻段資源也幾乎接近飽和。

△地球周圍密密麻麻的衛星,連成一條圓形的就是地球靜止軌道

按照國際慣例,衛星的軌道和頻段,先到先得。在這樣的情況下,中國當然要搶佔頻道資源 ,這就不可避免地遇到了衛星軌道和頻率爭奪的問題。

為啥美國GPS只要24顆衛星而北斗需要55顆?很重要的原因就是先到先得,搶了最有利的軌道。

所以我懷疑馬斯克搞星鏈系統,不是為了什麼5G,5G只是噱頭,因為帶寬和時延都無法克服,天氣影響也大,真正的目的是為了搶佔頻段和衛星軌道。

12000顆衛星,就像在太空撒了一筐豆子,先把座位給佔了,你還不能給他打下來,說不定到時候他的業務就變成了頻段出租和衛星軌道出租了。

回到歐洲的伽利略號系統。歐洲規劃得早,早就選好了上等的位置,可惜行動的慢,衛星沒射上來。

中國心一橫,管你呢,先到先得,很快改了一下方案,把歐洲伽利略的頻段就給佔了。這下歐洲傻眼了,這怎麼辦?頻率被搶等於衛星還沒發射就沒了位置。

傻眼了的歐洲人,開始找中國說好話,展開了多輪談判。他們說,他們的頻率是從美國手裡花了血本買回來了的,而且你看,伽利略系統已經搞了這麼多年了,已經沒法修改了,要求中國的北斗,騰騰地方,搬到其他軌道上去。

中國當然要談了,起碼可以拖延時間,但基本上就是四個字:不是說好了先到先得的麼。談判的同時,嗖嗖地又射上來幾顆。最終,歐洲人只能妥協,承認中國佔有頻率。

定位導航系統還有個關鍵技術,也曾經被人卡了脖子,那就是原子鐘技術。之所以衛星能定位,就是根據衛星信號傳播的時間,乘以速度(光速),就算出了距離。距離=傳播時間×光速。光速很快,所以如果時間不精確,差那麼一丁點兒,那個誤差就大多了。

所以,衛星上的信號採用的鐘,必須要求很穩定才行,一百萬年差一秒這種精讀。我們國家的星載原子鐘發展相對滯后,那咋辦,從美國、從歐洲買。

但是美國和歐洲對中國的北斗系統,可以說是恨之入骨,眼睛冒藍光,直接就禁運了。貴賤一台也不賣給你。

那怎麼辦,一方面,只能自己搞,不斷提高原子鐘的精度,另一方面,通過衛星的組合,來盡量彌補原子鐘的不足。

2017年初,好消息傳來,北斗二號衛星工程榮獲科技進步特等獎,中國航天科工二院203所作研製的高精度原子鐘已達到了世界一流水平,實現了關鍵技術自主可控,打破國外壟斷,成為本次國家科技進步特等獎的獲獎單位之一。

突然感覺,中國真是不容易。關鍵的時候,總是被人家卡一下。不過現在看,卡的好,只要被卡的地方,中國自己就能鼓搗出來。在此,向中國的科技工作者致敬。

北斗目前可以跟GPS並駕齊驅,甚至某些領域還略勝一籌,比如北斗導航系統是雙向通信,這是GPS做不到的。

也就是如果遇到迷路或者危險,可以通過北斗發短信求救,而且很便宜,每條三毛……。這是人類歷史上最便宜的衛星短信了。

為啥這麼便宜,因為有政府補貼,根本沒考慮成本。本來是要免費的,後來有專家說,怕漁民在海上閑的無聊,互相發段子取樂……

北斗衛星的短信功能非常受歡迎,2011年,浙江漁民利用北斗衛星發短信1300萬條,其中船與船互通604萬條,船與手機互通696萬條。現在漁民出海,一拜媽祖,二拜北斗。

而且北斗導航系統還在繼續不斷的優化中,依靠地面接系統,輔助矯正定位,將來可以實現毫米級的定位。毫米,你沒看錯,我特意請教了我科大的師兄,他就在搞北斗導航。

這意味着什麼?這意味着北斗將為第四次工業革命提供基礎的精確定位和導航服務,比如無人機快遞精準投遞(收件人:菜Enlish),也將是無人駕駛的核心技術。

北斗往事,見證大國崛起的艱辛不易,更見證了中國偉大復興步伐的堅定不移,也將激勵一代又一代中國人,從勝利走向勝利。 ■

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