全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)帶了個頭，結果許多全球系統(tǒng)蜂擁而上，特別是低地球軌道衛(wèi)星系統(tǒng)，如全球衛(wèi)星通信系統(tǒng)、衛(wèi)星遙感系統(tǒng)、天地一體化融合系統(tǒng)，似乎全球系統(tǒng)可以一蹴而就，實際上都是站著說話不腰疼，世界上哪有容易的事情。就是GPS系統(tǒng)和我們的北斗導航系統(tǒng)，都是經(jīng)過二十多年的時間，數(shù)百億元的投入，數(shù)以萬計人員的努力，才真正實現(xiàn)系統(tǒng)的全球服務，系統(tǒng)建設完成后，又要長期維護保持每周7天，每天24小時的運營，這是個巨大的系統(tǒng)工程。衛(wèi)星導航系統(tǒng)實質上是除了空間衛(wèi)星段、地面運控段、應用服務段三大組成部分外，還有個空間環(huán)境段，后者實際上是個龐大的組成部分，它牽涉到無線信號傳播的多種多樣的復雜的環(huán)境，其中包括日地空間傳輸環(huán)境、地形地貌地物環(huán)境、自然人為電磁及其干擾環(huán)境，以及網(wǎng)絡和數(shù)據(jù)時空與虛擬欺騙環(huán)境，各種各樣的誤差和不確定性大多數(shù)來自于環(huán)境段，許許多多情況下又是難于預測預報的。對于衛(wèi)星導航和無線電導航而言，至今，環(huán)境段仍然是個重大的世界性難題，也是需要化大力氣加以應對的重大課題，以確保服務的完好性。

經(jīng)過差不多50年的努力，人們才剛剛真正享受到衛(wèi)星導航系統(tǒng)帶來的好處，而且越來越成為人們生產(chǎn)、生活、工作與學習離不開的一種不可或缺新基建設施，這得益于衛(wèi)星導航該項高新技術獨特的優(yōu)勢，因為它充分利用了無線電導航的信號廣播方式，實現(xiàn)定位導航授時服務，而且是高精度的時空信息一體化提供模式，可以用數(shù)十顆衛(wèi)星實現(xiàn)全球實時動態(tài)不間斷的服務，實現(xiàn)免收終端用戶費，實現(xiàn)用戶無限和應用服務無限，其用戶應用服務的邊際成本幾乎趨向于為零，從技術和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的底層就為大眾化時空信息應用服務奠定了無法撼動的基礎，這就是衛(wèi)星導航，這就是其他技術望塵莫及的不可模仿性關鍵所在。這是什么衛(wèi)星通信和衛(wèi)星遙感等都是無法與之比擬的?？梢哉f這是一種空前絕后的創(chuàng)新，可以說是一個無法復制和難于依葫蘆畫瓢地拷貝的奇跡，這是理由之一。

何以解憂？唯有需求！衛(wèi)星導航系統(tǒng)全球化的需求，首先來自于美國軍方，為了進行潛艇的水下發(fā)射，需要全球定位的功能需求，在第一代衛(wèi)星導航系統(tǒng)“子午儀”的基礎上，在1973年底的一個勞動節(jié)的晚上，在五角大樓的一個叫做“孤獨大廳”的會議室中提出了全球定位系統(tǒng)（GPS）的概念，于是推進了這一系統(tǒng)的設計建設，但是24顆全球星座的宏大工程，需要耗資百億美元，一直在美國國會中有兩派意見，一派支持建設，一派反對建設，所以GPS在開頭建設階段，真正是命蹇時怪，歷盡坎坷，一度將星座設計從三軌道面的24顆衛(wèi)星，縮減為六軌道面的18顆衛(wèi)星，現(xiàn)在的其他GNSS系統(tǒng)都是優(yōu)選的三個中地球軌道面，而只有GPS是六個軌道面，顯然這是當年留下的痛。但是上世紀九十年代初的海灣戰(zhàn)爭讓GPS的命運發(fā)生了根本性的變化，當時，天上的GPS衛(wèi)星只有八顆，而且還有一顆帶病工作，于是美國臨時增發(fā)了一顆衛(wèi)星，又適當?shù)卣{正了個把衛(wèi)星的位置，以保障能有更多的衛(wèi)星工作在中東地區(qū)，讓缺少參考目標的沙漠地區(qū)充分利用衛(wèi)星導航于服務車輛、飛機、單兵與遠程打擊彈藥，取得了良好的戰(zhàn)果。從而在戰(zhàn)后，GPS支持派大力宣揚，海灣戰(zhàn)爭的勝利是GPS的勝利，這樣GPS打了一個翻身仗，從此以后一路綠燈，GPS終于在1993年宣布實現(xiàn)初始服務，至1995年實現(xiàn)完全服務。鑒于一架韓國的民航機誤入蘇聯(lián)領空，被打下了，造成200余人喪生，所以1995年美國總統(tǒng)里根宣布GPS投入軍民兩用模式，并且實施不收終端用戶費的承諾。1996年美國開始推進GPS現(xiàn)代化，在2000年5月1日晚上12點鐘起，取消人工惡化定位精度的可用性選擇（SA）政策，把衛(wèi)星導航的精度真正實現(xiàn)有效釋放。從衛(wèi)星導航系統(tǒng)，特別是GPS的發(fā)展過程中，我們看到真正的需求牽引，看看現(xiàn)在的低地球軌道（LEO）全球星座，一旦策劃動輒就是幾千顆，甚至幾萬顆，需要那么多嗎？在海上、在荒郊野外、在無人區(qū)又有多少人會用這樣的系統(tǒng)，能夠有那么多投入能力和維護能力，能夠賺錢養(yǎng)活系統(tǒng)嗎？需求，真正的需求，才是所有大系統(tǒng)大工程的根本所在。衛(wèi)星導航系統(tǒng)才有這樣的底蘊和資本，其他系統(tǒng)只能夠東施效顰而已。這是衛(wèi)星導航奇跡無法簡單拷貝的理由之二。

還有一個衛(wèi)星導航奇跡無法簡單拷貝的理由之三，這就是衛(wèi)星導航系統(tǒng)及其應用服務技術與產(chǎn)業(yè)發(fā)展與時俱進、日久彌新的特征，而且成為低碳綠色的樣板，成為具有強大群眾基礎的百年老店式的高科技產(chǎn)業(yè)，成為人類共有共建共享共贏的財富和產(chǎn)業(yè)平臺。當前，四大全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)，都在運營推廣應用服務的同時，均在考慮下一步的發(fā)展，GPS和GLONASS都在積極推動其現(xiàn)代化的進程，而且時間都安排到2030年后，北斗系統(tǒng)和伽利略系統(tǒng)，都在考慮新一代系統(tǒng)，中國的綜合時空體系和伽利略二代，均把衛(wèi)星導航系統(tǒng)的升級換代作為主要任務，看來中地球軌道（MEO）的GNSS系統(tǒng)，在未來相當長一段時間內，仍然是PNT服務的強大支柱，這個地位在今后十至二十年內，可能不會被撼動。但是，作為單項技術的本身，顯然GNSS存在其不足，特別是在室內，在有物理遮擋和嚴酷的電磁環(huán)境下，需要低地球軌道（LEO）和其他的無線電與非無線電的PNT技術手段，加以補充、備份、互補，甚至替代，這是融合發(fā)展與優(yōu)勢互補的需要，這是歷史的必然。值得指出的是，由于衛(wèi)星導航技術與產(chǎn)業(yè)的長期發(fā)展，人們已經(jīng)在深層次地挖掘開拓衛(wèi)星導航相關的方方面面，例如，利用雙頻技術消除電離層影響的同時，又研究了電離層全球和局部的變化，形成與地球物理密切相關的空間氣候學，同理利用衛(wèi)星導航研究對流層，形成了新興的GNSS氣象學，成為新型的一種手段，直接應用于現(xiàn)代的天氣預測預報。衛(wèi)星導航的引領性，直接打開了無線電導航的廣闊天地，利用多種多樣的機會信號實現(xiàn)PNT應用服務，這是一種獨特的創(chuàng)造性思維，有著極其出色的發(fā)展前景，還有原先的反射信號和多徑效應，乃至信號盲區(qū)，都可以被拿來開發(fā)應用。這是“廢物利用”的高原立峰，實在是無限風光在險峰，令人拍手叫絕，嘆為觀止。時空信息，時空數(shù)據(jù)，與時空價值，在衛(wèi)星導航領域發(fā)揮得淋漓盡致，是衛(wèi)星導航真正讓時空科技擺脫了科學殿堂束縛，擺脫了所謂的“基準參照體系”的框框，走向了尋常百姓家，走向了人民大眾，真正成為一種文化，這種文化就是“為人民服務”，讓人手一機的智能手機，成為時空信息消費工具的同時，又成為時空信息的生產(chǎn)工具，人人是消費者，人人是生產(chǎn)者，“人人服務，服務人人”成為社會風尚，成為一種生活方式，這是典型的新時空，新時尚，新文化，新文明。在這里，科技與文化的融合發(fā)展，呼之欲出，顯而易見。讓我們舉起雙手，歡迎這一新時代的到來。

本文轉自斗室智庫

如需轉載，請注明出處！