20122012年世界導(dǎo)航衛(wèi)星盤點

特約記者 博 引

2012年，世界導(dǎo)航衛(wèi)星發(fā)展不太平衡，其中中國大放異彩，發(fā)射了6顆導(dǎo)航衛(wèi)星，建成了區(qū)域?qū)Ш叫l(wèi)星星座；美國發(fā)射了第三顆GPS-2F新型導(dǎo)航衛(wèi)星；歐洲發(fā)射了2顆第二批歐洲“伽利略-在軌驗證”，它與第一批2顆“伽利略-在軌驗證”組成一個迷你的衛(wèi)星星座，用于對“伽利略”全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行驗證；俄羅斯出乎預(yù)料的沒有發(fā)射1顆導(dǎo)航衛(wèi)星。

一、中國建成區(qū)域?qū)Ш叫l(wèi)星星座

2012年2月25日，我國用長征-3C火箭成功發(fā)射了第11顆“北斗”導(dǎo)航衛(wèi)星，這顆運行在地球靜止軌道的衛(wèi)星可使“北斗”導(dǎo)航衛(wèi)星星座完全覆蓋我國西部地區(qū)包括西藏和新疆的大部分地區(qū)，“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航整個系統(tǒng)的性能，包括精度和穩(wěn)定性也進(jìn)一步提高。

4月30日，我國用長征-3B火箭成功發(fā)射第12、第13顆“北斗”導(dǎo)航衛(wèi)星至中圓軌道衛(wèi)星，這是我國“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)首次用“一箭雙星”方式發(fā)射導(dǎo)航衛(wèi)星。

9月19日，我國第二次用“一箭雙星”方式用長征-3B火箭把第14、第15顆“北斗”導(dǎo)航衛(wèi)星送入中圓軌道。為了滿足“一箭雙星”發(fā)射任務(wù)需求，長征-3B火箭在其標(biāo)準(zhǔn)型基礎(chǔ)上有較大改進(jìn)，使用了雙星串聯(lián)外支撐技術(shù)、雙星發(fā)射軌道設(shè)計技術(shù)、雙星軌道分離技術(shù)、中圓軌道發(fā)射技術(shù)等6項新技術(shù)。同時，火箭整體上還有26項適應(yīng)性的狀態(tài) 變化，包括整流罩設(shè)計、火箭總體設(shè)計、雙星分離系統(tǒng)設(shè)計、發(fā)射軌道設(shè)計等，從而既提高了發(fā)射效率，也提高了發(fā)射能力，對中國航天運載技術(shù)的發(fā)展也具有重要意義。

10月25日，我國用長征-3C火箭成功發(fā)射了第16顆“北斗”導(dǎo)航衛(wèi)星，它運行在地球靜止軌道。至此，“北斗”區(qū)域性導(dǎo)航衛(wèi)星星座建成，它由5顆地球靜止軌道衛(wèi)星和9顆非地球靜止軌道衛(wèi)星組成，其中9顆非地球靜止軌道衛(wèi)星包括5顆傾斜地球同步軌道衛(wèi)星（有2顆在軌備份）和4顆中圓地球軌道衛(wèi)星。地球靜止軌道衛(wèi)星采用東方紅-3A衛(wèi)星平臺，采用長征-3C火箭以“一箭一星”方式發(fā)射；非地球靜止軌道衛(wèi)星采用東方紅-3衛(wèi)星平臺，采用長征-3A火箭以“一箭一星”或長征-3B火箭以“一箭雙星”方式發(fā)射。其主要功能是：定位、測速、單雙向授時、短報文通信；服務(wù)區(qū)域為：中國及部分亞太地區(qū)；定位精度：優(yōu)于10m；測速精度：優(yōu)于0.2m/s；授時精度：50ns；短報文通信：120個漢字/次。

2012年12月12日，CCTV第十三屆“中國經(jīng)濟(jì)年度人物”評選揭曉，中國航天科技集團(tuán)公司“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)任務(wù)團(tuán)隊榮膺“中國經(jīng)濟(jì)年度人物創(chuàng)新獎”，“北斗”導(dǎo)航衛(wèi)星總指揮李長江、總設(shè)計師謝軍和楊慧；長征-3A系列火箭總指揮岑拯、總設(shè)計師姜杰參加頒獎典禮。

到2020年，我國將建成由35顆衛(wèi)星組成的“北斗”全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的星座。它由5顆地球靜止軌道衛(wèi)星和30顆非地球靜止軌道衛(wèi)星組成，其中運行在非地球靜止軌道的“北斗”導(dǎo)航衛(wèi)星包括27顆中圓地球軌道衛(wèi)星和3顆傾斜地球同步軌道衛(wèi)星。它們不僅衛(wèi)星數(shù)量和軌道多，導(dǎo)航定位精度高，還與其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)兼容，并保留了“北斗”導(dǎo)航試驗衛(wèi)星的獨特通信功能?！氨倍贰毙l(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)衛(wèi)星系統(tǒng)總設(shè)計師楊慧表示，“北斗”全球衛(wèi)星導(dǎo)航星座以中圓軌道衛(wèi)星為主，另外包括傾斜地球軌道衛(wèi)星、地球靜止軌道衛(wèi)星。這3種軌道衛(wèi)星在衛(wèi)星平臺、有效載荷上互有區(qū)別，在功能上各司其職。后續(xù)的“北斗”中圓軌道衛(wèi)星在衛(wèi)星平臺和載荷兩方面會做較大改動，主要包括增加衛(wèi)星設(shè)計壽命、提高衛(wèi)星自主生存能力、設(shè)計新的衛(wèi)星結(jié)構(gòu)構(gòu)型，以適應(yīng)“一箭多星”發(fā)射方式、提供更高精度的星載時間基準(zhǔn)、增加星間鏈路等。中圓軌道衛(wèi)星采用“一箭多星”的發(fā)射方式，其他兩種軌道衛(wèi)星依舊采用“一箭一星”的方式進(jìn)行發(fā)射。

二、美國第三顆GPS-2F入軌

2012年10月4日，美國德爾他-4火箭成功發(fā)射了第三顆GPS-2F。第一顆GPS-2F于2010年5月發(fā)射，第二顆GPS-2F于2011年7月發(fā)射。美軍計劃一共要發(fā)射12顆GPS-2F。GPS-2F采用了改進(jìn)的原子鐘技術(shù)和更安全且抗干擾的軍用信號。不算第三顆GPS-2F，GPS星座目前正在運行的衛(wèi)星共計有31顆，其中包括10顆GPS-2A（波音制造）、12顆GPS-2R（洛馬制造）、7顆GPS-2RM（洛馬制造）、2顆GPS-2F（波音制造）。第三顆GPS-2F在軌測試完成之后，用于替代1993年7月開始服役（1993年6月26日發(fā)射）的第21顆GPS-2A-21”（國際編號1993 042A）。

據(jù)澳大利亞每日航天網(wǎng)站2012年12月7日報道，第三顆GPS-2F已完成了在軌監(jiān)測，已加入31顆衛(wèi)星組成的GPS星座，為軍方和民用用戶提供增強(qiáng)的性能。該衛(wèi)星被命名為SVN-65，空軍用22天完成了對SVN-65的檢驗，順利進(jìn)入運行階段。SVN-65加入了第一顆和第二顆GPS-2F衛(wèi)星編隊。它們一同加強(qiáng)星座能力，改善抗干擾和能力并提高導(dǎo)航精確度。3顆GPS-2F衛(wèi)星意味著運營商能更加全面地試驗新的第三個民用L5信道，該信道可為商業(yè)航線運行和搜救任務(wù)提供支持。波音公司正在為美國空軍提供12顆GPS-2F衛(wèi)星，除已發(fā)射的3顆衛(wèi)星以外，剩余的9顆即將交付，其中6顆在2012年底前制造完成，剩余3顆在2013年交付。

據(jù)法國宇航防御網(wǎng)2012年10月16日報道，美國海軍研究辦公室已經(jīng)授予羅克韋爾?科林斯公司一份“現(xiàn)代化集成化欺騙追蹤”（MIST）合同，針對敵人干擾GPS信號的企圖和破壞性軍事行動進(jìn)行定位和分類。這個項目將有助于確保武器平臺和軍隊用戶可使用關(guān)鍵的高頻導(dǎo)航和時間記錄服務(wù)，同時能讓作戰(zhàn)人員查明潛在威脅。這份為期3年的合同要求羅克韋爾?科林斯公司發(fā)展探測和定位試圖破壞導(dǎo)航、通信作戰(zhàn)能力的傳輸信號源的相關(guān)技術(shù)，并開發(fā)樣機(jī)系統(tǒng)方案。第一年，該公司將開發(fā)高級算法。第二年和第三年將通過實驗室試驗和演示驗證，執(zhí)行、驗證、改善相關(guān)能力。近30年前，羅克韋爾?科林斯公司協(xié)助美國空軍開發(fā)了GPS技術(shù)，之后為美國國防高級研究計劃局發(fā)明了世界第一臺GPS微型數(shù)字接收器。過去數(shù)年間，該公司已經(jīng)研制了眾多GPS產(chǎn)品，交付了100多萬臺接收器。

據(jù)美國今日航天網(wǎng)2012年12月12日報道，研究人士認(rèn)為：價值僅2500美元的設(shè)備發(fā)送45秒的信息就能使GPS的30%基礎(chǔ)設(shè)施脫線。這種攻擊行為將影響到各種平臺，包括艦船、飛機(jī)和無人機(jī)的能力，以及為關(guān)鍵的軍事行動和緊急事件提供導(dǎo)航的能力。研究人員表示，好消息是目前可能只有美國擁有執(zhí)行這種攻擊的能力，但壞消息是這樣的設(shè)備制造起來既不昂貴，也不復(fù)雜，如果有人擁有了適當(dāng)?shù)募寄?，很難阻止類似的攻擊發(fā)生。研究人員對不同公司制造的多個GPS接收機(jī)方案進(jìn)行了試驗，這些接收機(jī)在接收到惡意信號后崩潰，原因是導(dǎo)航信號處理軟件中存在漏洞。研究人員的攻擊包括能夠誘使某些系統(tǒng)關(guān)閉或執(zhí)行錯誤行為的定位欺騙。

12月17日，美國猶他州希爾空軍基地奧格登空軍后勤中心發(fā)布了一份關(guān)于“美國空軍GPS SGLS調(diào)制解調(diào)器設(shè)計”項目的資源尋求通知(FA8250-13-SSGPSSGLSMODEM)，尋求相關(guān)企業(yè)設(shè)計一種新型空地鏈接系統(tǒng)(SGLS)調(diào)制解調(diào)器，為AN/FRC-178設(shè)計一種新型GPS地面天線，以取代AN/FRC-178天線地面站過時的SGLS調(diào)制解調(diào)技術(shù)。這種重新設(shè)計的天線必須替代傳統(tǒng)SGLS調(diào)制解調(diào)器的形式、尺寸、功能和接口(FFFI)?？哲娤Ｍ麑ふ医?jīng)驗豐富的公司設(shè)計SGLS調(diào)制解調(diào)器。AN/FRC-178與GPS衛(wèi)星和主控站連接，無人操縱，通過加密通信鏈路接收指令并返回數(shù)據(jù)。企業(yè)回復(fù)日期截止到2013年1月17日。

三、歐洲建成在軌驗證星座

2012年10月12日，歐盟2顆第二批歐洲“伽利略-在軌驗證”（Galileo-IOV）從庫魯航天中心升空。這2顆名為“大衛(wèi)”和“斯?！钡男l(wèi)星與2011年10月21日發(fā)射的第一批2顆“伽利略-在軌驗證”幾乎一樣，它們組成一個迷你的衛(wèi)星星座，可對“伽利略”全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行驗證。4顆衛(wèi)星是滿足導(dǎo)航服務(wù)的最小數(shù)量，能驗證系統(tǒng)空間段是否可以滿足衛(wèi)星導(dǎo)航定位驗證的最低要求，包括測量經(jīng)、緯度和高度及時間參數(shù)等，從而對“伽利略”全球地面系統(tǒng)的性能進(jìn)行評估。另外，用戶設(shè)備制造商可對“伽利略”導(dǎo)航系統(tǒng)接收機(jī)進(jìn)行實時測試，無需使用模擬衛(wèi)星信號。到2014年底，歐洲還會發(fā)射14顆“伽利略”導(dǎo)航衛(wèi)星，為公眾提供服務(wù)?！百だ浴毙亲械钠溆?2顆衛(wèi)星將在2020年完成部署。由30顆衛(wèi)星組成的“伽利略”星座的定位精度優(yōu)于1m以內(nèi)，比美國GPS的衛(wèi)星數(shù)量多6顆，GPS系統(tǒng)目前的精度在3～8m之間。

據(jù)歐洲航天局網(wǎng)站2012年12月4日報道，第二批歐洲“伽利略-在軌驗證”到達(dá)最終軌道位置后，已開始向地面發(fā)送試驗導(dǎo)航信號。12月1日，第三顆“伽利略-在軌驗證”發(fā)送了第一批E1波段的試驗導(dǎo)航信號。12月4日，該衛(wèi)星使用E1，E5和E6三個頻段進(jìn)行了信號廣播。12月底，第四顆“伽利略-在軌驗證”開始發(fā)送試驗導(dǎo)航信號。第二批歐洲“伽利略-在軌驗證”與2011年發(fā)射的第一批歐洲“伽利略-在軌驗證”處于同一高度，但不在同一軌道面上，以便實現(xiàn)最大的全球覆蓋。首批2顆衛(wèi)星已經(jīng)通過在軌試驗。

歐盟表示，“伽利略”將提供精確的衛(wèi)星導(dǎo)航、交通道路管理、搜索和救援服務(wù)，而銀行交易安全和可靠的電力供應(yīng)也有賴于衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。歐盟估計，目前上述各領(lǐng)域的市場估值為1240億歐元，到2020年將達(dá)到2500億歐元。歐盟希望在“伽利略”投入使用后，為歐盟的國家、政府、企業(yè)、銀行乃至個人提供全方位多領(lǐng)域的導(dǎo)航和傳輸管理服務(wù)。

四、俄羅斯不發(fā)一星

2012年，俄羅斯沒有發(fā)射一顆GLONASS導(dǎo)航衛(wèi)星。俄羅斯原定在2012年發(fā)射第二顆GLONASS-K，因為運載火箭的原因，所以推遲到2013年發(fā)射。但是關(guān)于GLONASS的新聞還是有不少。

6月26日，俄羅斯航天局局長波波夫金表示，俄羅斯航天局計劃2012年年底前同以色列達(dá)成協(xié)議，在以色列部署GLONASS系統(tǒng)的基站，目的是監(jiān)督這一體系的完整性。他同時指出，作為交換，GLONASS將向以色列方面提供信息。如果雙方簽訂協(xié)議，基站可能將于2013年部署。

俄羅斯空間系統(tǒng)公司總經(jīng)理兼總設(shè)計師烏爾里契奇說，俄羅斯計劃在34個國家建立GLONASS系統(tǒng)的地面站。目前，俄羅斯空間系統(tǒng)公司擁有約在20個國家境內(nèi)建立地面站的所有技術(shù)。烏爾里契奇強(qiáng)調(diào)指出，該公司已做好全面準(zhǔn)備。此外，他表示，設(shè)在南極的3個站已在成功運作。

7月17日，俄羅斯副總理羅戈津在新德里發(fā)表說，俄羅斯建議，印度以合作伙伴的身份參與GLONASS衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)項目。

10月30日，俄羅斯航天局副局長達(dá)維多夫在俄美總統(tǒng)委員會創(chuàng)新合作工作組會議上表示，俄羅斯航天局提議在同美國GPS合作的框架內(nèi)在美境內(nèi)部署GLONASS測量站。俄羅斯境內(nèi)有19個GPS系統(tǒng)測量站，而在美國境內(nèi)并沒有類似的GLONASS系統(tǒng)測量站。達(dá)維多夫說：“我們提議考慮在交流測量數(shù)據(jù)方面開展合作，在美國境內(nèi)部署8個GLONASS（系統(tǒng)）的測量站。俄方認(rèn)為在美國部署這些站點是十分合適的。

11月9日，俄羅斯內(nèi)務(wù)部官員說，俄羅斯空間系統(tǒng)公司建設(shè)GLONASS衛(wèi)星系統(tǒng)期間，65億盧布（約合2億美元）遭挪用。前GLONASS工程調(diào)查主管、現(xiàn)莫斯科地鐵安全監(jiān)管員博日科夫說，巨額資金“失竊”凸顯俄羅斯空間系統(tǒng)公司管理問題。博日科夫說，俄羅斯航天局予以俄羅斯空間系統(tǒng)公司合同時，要求后者拿出部分資金回饋航天局高管。但俄羅斯空間系統(tǒng)公司稱自身遭抹黑。

11月13日，俄羅斯空間系統(tǒng)公司副總經(jīng)理斯圖帕克說，在未來2～3年內(nèi)，GLONASS在軌工作的衛(wèi)星數(shù)量將增加到30顆。2012年，俄羅斯完成了GLONASS計劃的科研、論證和模擬工作。增加工作衛(wèi)星數(shù)量將大大提高GLONASS系統(tǒng)的導(dǎo)航精度，改善其在城市環(huán)境中的性能。與美國的GPS導(dǎo)航系統(tǒng)相比，GLONASS系統(tǒng)在赤道地區(qū)的導(dǎo)航能力還略有欠缺，增加衛(wèi)星數(shù)量將彌補(bǔ)這一缺口。到2020年，GLONASS系統(tǒng)導(dǎo)航精度將達(dá)0.6米。

12月，俄羅斯總統(tǒng)普京呼吁獨聯(lián)體成員國加入俄羅斯GLONASS計劃。鑒于該系統(tǒng)減少了所有傳輸系統(tǒng)的貨運成本，因此能具有提供良好經(jīng)濟(jì)利益的能力，該系統(tǒng)還能提高所有傳輸類型的安全性。普京表示，希望同盟伙伴對該計劃感興趣。目前，GLONASS系統(tǒng)有31顆衛(wèi)星在軌運行，其中有24顆GLONASS-M衛(wèi)星在服役，其他7顆為備份或正在試驗中。俄羅斯計劃在2012～2020年發(fā)射13顆GLONASS-M衛(wèi)星，以支持在軌編隊，22顆新一代GLONASS-K衛(wèi)星將用于替換那些老舊的衛(wèi)星。

12月21日，有俄羅斯媒體稱，俄羅斯國防部拒絕使用GLONASS衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)并使其進(jìn)入戰(zhàn)斗值勤，主要原因是衛(wèi)星群退化。該衛(wèi)星系統(tǒng)只有23顆正常工作，1顆正在進(jìn)行飛行試驗，另有5顆處于預(yù)備狀態(tài)。俄羅斯火箭航天領(lǐng)域?qū)＜艺J(rèn)為，俄羅斯國防部遲早會使用GLONASS衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，這個系統(tǒng)沒有退化，它有前景，用戶需要它。俄羅斯航天系統(tǒng)公司副總經(jīng)理格里戈里?斯圖帕克表示，軌道上正常運行的GLONASS衛(wèi)星數(shù)量未來兩三年可能增加到30顆。

12月22日，俄羅斯國防部稱，媒體有關(guān)該部拒絕使用GLONASS衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的報道與事實不符，GLONASS系統(tǒng)目前的衛(wèi)星群能夠保障在俄羅斯全境提供服務(wù)。GLONASS系統(tǒng)是雙用途全球定位國家航天系統(tǒng)，它既為民用用戶也為俄羅斯強(qiáng)力部門包括俄國防部提供服務(wù)。