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【文/科工力气专栏作者 柳叶刀】

8月30日,中俄卫星导航严重战略协作项目委员会第六次会议在俄罗斯喀山举办,经两边确认,《中华人民共和国政府和俄罗斯联邦政府关于平和运用斗极和格洛纳斯全球卫星导航体系的协作协议》行将收效。该协议作为中俄卫星导航协作的重要政府文件,将为两国卫星导航范畴协作供给法令和安排保证。

现场发布了中俄卫星导航体系全球信号多模多频射频芯片,并就跨境运送、检测评价范畴等后续协作进行深化讨论,一起展开芯片联合研发等运用协作项目商业远景剖析。

会议现场中俄卫星导航体系全球信号多模多频射频芯片发布 来历:中新网

据媒体报道,依照《协作协议》,中俄两国将至少在对方境内布置3个卫星导航体系地上站,我国境内的“格洛纳斯”站将布置在上海、乌鲁木齐、长春。俄罗斯境内的“斗极站”将布置在奥布宁斯克、伊尔库茨克、勘测加彼得罗巴普洛夫斯克。

中俄太空协作的前史渊源

中俄两国之所以能够在太空范畴深化协作,是有前史本源的。苏联是我国航天的启蒙教师,上世纪50年代,苏联就向我国供给了相关技能帮助。暗斗完毕后,承继了苏联遗产的俄罗斯,尽管太空实力比苏联时期大为下降,可是究竟具有苏联时期堆集的阅历与技能。出于一起应对美国和北约的压力,1992年,中俄两国签署政府间太空协作协议。2000年,两边树立中俄航太协作分委会,展开太空范畴的协作与沟通,并定时举办会议。

近年来,中俄太空范畴的沟通,卫星导航协作成为了要点。2014年7月,中俄两边正式签署卫星导航协作体谅备忘录,标志着“斗极”和“格洛纳斯”的体系兼容开端发动。

2015年1月,树立中俄卫星导航严重战略协作项目委员会,树立起政府间推进“斗极”与“格洛纳斯”两体系深度协作的渠道和机制,树立兼容与互操作、增强体系与建站、监测评价、联合运用4个作业组。

同年5月,两国签署了《我国斗极和俄罗斯格洛纳斯体系兼容与互操作联合声明》,兼容与互操作正式的提出标志着两边导航体系的协作进入了本质化的展开阶段。

广泛深化的协作是需求树立相关法规供给准则上的保证,所以在2018年11月,中俄两国又签署了《中华人民共和国和俄罗斯联邦政府关于平和运用斗极和格洛纳斯全球卫星导航体系的协作协议》,该协议便是在准则层面供给根据。

众所周知,全球导航体系,除了我国的“斗极”与俄罗斯的“格洛纳斯”,还有美国的“GPS”和欧盟的“伽利略”,当然日本和印度也展开了自己的“准天顶”体系与印度区域导航卫星体系,这只能算区域性质的。这些体系中,美国的GPS运用最为广泛。

2019年9月2日06时 四大导航体系各自卫星散布状况

美国的GPS极不安全 各国被逼展开自己的导航体系

原本全球的导航体系不必这么杂乱,直接运用美国的“GPS”就行,可是美国有自己的“小算盘”。

GPS制作和运转时刻长,技能老练,功用安稳,运用规模广,可是服务受制于美国。一方面GPS导航信号分军码和民码,只要美国和其首要盟国可运用精度高、可靠性好的军码,其他国家只能运用低精度的民码,而这种低精度却是美国人成心参加选择性差错构成的。另一方面GPS的运用要遭到美国军方的约束,战时它可施行“部分屏蔽”,封闭相关区域的GPS信号,或许在民码上施加搅扰,让用户无法正常运用GPS。

美军战士运用GPS定位

一个实践的比如,2008年俄格战役期间,投入战区的俄军部分车辆发作GPS信号丢掉现象,其时就被置疑与美国做手脚有关。由此看来,定位导航特别是军用体系的定位导航彻底依托美国的GPS体系是极不安全的。所以中俄都在展开自己的导航体系,哪怕是美国的盟友——欧盟,也甘愿花巨资制作“伽利略”体系。

但自建卫星导航体系并不是一往无前,无论是我国的“斗极”仍是俄罗斯的“格洛纳斯”都遭到来自外界的约束,尤其是“格洛纳斯”的展开,算是“历经崎岖”。

“格洛纳斯”从制作到全球组网 历经崎岖

“格洛纳斯”项目是前苏联在1976年发动的,方案运用24颗卫星完结全球定位服务。与GPS码分多址体系(每颗卫星的信号频率和调制办法相同,不同卫星的信号靠不同的伪码区别)不同,格洛纳斯在规划的时分就选用频分址体系,卫星靠频率不同来区别。所以,格洛纳斯能够避免整个卫星导航体系一起被敌方搅扰,具有很强的抗搅扰才能。

“格洛纳斯”轨迹星座

但苏联的卫星和电子规划水平和美国有很大距离,苏联的这些卫星规划寿数只要一年,实在的平均在轨寿数也只要14个月。

苏联崩溃后,俄罗斯持续发射卫星制作格洛纳斯导航体系,因为比我国的“斗极”和欧洲的“伽利略”制作时刻早,不到三年时刻,俄罗斯就完结了组网作业。

因为苏联的火箭发射才能强壮,一开端方案便是用一箭三星的办法发射卫星。因为屡次发射失利和卫星作业寿数较短,所以一向发射到70多颗卫星时,到1996年格洛纳斯卫星星座才到达额外作业的24颗,宣告正式投入彻底服务。惋惜好景不长,因为苏联的崩溃和俄罗斯的经济困难,格洛纳斯星座的卫星数量至2002年最低降到7颗卫星,保持正常作业的卫星为6颗。

原本对卫星导航失掉爱好的俄罗斯,被2003年的伊拉克战役“打醒”,迫使俄罗斯领导层从头对卫星导航体系注重起来。

从2003年开端,格洛纳斯体系又进入复苏阶段。以每年差不多发射6个卫星的速度回归,加上卫星寿数有所增加,所以到2011年12月8日,格洛纳斯星座又康复到24颗卫星的彻底作业状况,完结全球组网。

缺钱缺元件 “格洛纳斯”面对停运的风险

现在的“格洛纳斯”在轨卫星群包含27颗卫星(25颗“格洛纳斯-M”和2颗“格洛纳斯-K”),可是,“格洛纳斯-M”卫星群中有16颗现已超出服役期。

实践上,“格洛纳斯-M”归于上一代产品,寿数有限。据报道,俄罗斯方面方案,将“格洛纳斯-M”于2025年悉数退役,悉数替换新一代卫星“格洛纳斯-K”和“格洛纳斯-K2”。

面对筛选的“格洛纳斯-M”卫星

“抱负很饱满,实践很骨感”,俄罗斯的“格洛纳斯”现在面对两个为难的状况,一是没钱更新体系,二是买不到卫星制作所需的零部件。

自乌克兰事情以来,西方对俄罗斯的制裁让其经济购买才能大幅下降,缺钱是俄罗斯最大的问题。自2014年今后,“格洛纳斯”的卫星发射根本处于阻滞状况,没有满足的经费对该体系替换卫星,进行保护。

一向以来“格洛纳斯”首要用于军事用处,民用商场的占有率不高,在民用范畴的功用还不如我国的“斗极”,再加上“格洛纳斯”在民用方面短少方案,毫无收益可言,没有构成民用商场补助研发的良性循环,而俄罗斯民众一向运用美国的GPS,所以新一代卫星能否及时弥补,仍是一个问号。

还有一个不为人知的事实是俄罗斯能造火箭、大飞机,可是对电子元件真是束手无策,大部分电子元件都要依托进口,即使是现在他们仍引以为傲的联盟系列载人飞船,也很多依靠进口电子元件。

俄罗斯现役最大运载火箭为“质子-M”运载火箭

航天技能展开实践也阅历了机械化与信息化两个展开阶段。半个世纪前将阿波罗飞船送上月球的土星五号火箭,其地月搬运轨迹运力迄今为止无人逾越,可是45吨的阿波罗飞船的核算才能还不现在天的一部智能手机。

俄罗斯方面也供认,因为制裁构成外国配件缺乏,用于全球导航体系的“格洛纳斯-K”卫星的量产遭受费事,而俄罗斯没有建成自己的配件渠道。

新一代“格洛纳斯-K”卫星难以量产

“格洛纳斯”卫星外国配件占比高的问题由来已久,可是在西方国际对俄罗斯实施制裁的5年来,俄罗斯一向未能研发出相应的国产配件。

俄媒此前就评论称,“格洛纳斯”体系的状况再次激化俄罗斯国内电子职业的老问题,单靠资金注入无法处理这些问题。俄罗斯需求全新的办法,包含与电子业抢先的亚洲国家展开国际协作。

近来,俄罗斯的卫星出产巨子——列舍特涅夫信息卫星体系股份公司,派出代表团来到我国航天科技集团九院165厂调查,意图是收购我国出产的高等级电子元器件。

中俄卫星导航体系协作 互为弥补

相较于美国的GPS,斗极的掩盖规模仍是遭到约束,因为美国一向想尽办法阻挠我国在其他国家设置地上站,这也就约束了“斗极”在全球的高精度掩盖面积。

斗极工程分为三期 掩盖规模逐步增大

专家以为,关于中俄而言,协作的第一步当属互建地上控制站,这些站点能够用来校准卫星信号——地上站的大地坐标会被准确测得,然后与接纳到的卫星信号坐标比照,测出信号差错,从而反馈给卫星体系校对。

至于“斗极”,它在我国大部分区域的定位精度已小于10米,未来若建成全球化卫星星座,那就有必要在国外建地上站,而俄罗斯国土面积广阔,十分合适树立校准站。

“斗极”与“格洛纳斯”的协作能够彼此补填“盲区”。“格洛纳斯”导航体系树立时刻早,在掩盖规模上有优势,定位服务规模侧重于极地和高纬度区域,地上基站数量较多,而斗极导航定位体系的服务规模偏南纬度区域,只是在中低纬度精度水平较高。两者协作能够彼此“补盲”

在技能方面也可构成优势调配,“斗极”技能比较立异,例如独有的短报文功用,“格洛纳斯”技能较为老练,具有适当强悍的抗搅扰功用,两者能够组合成抱负的导航体系。中俄两国作为“一带一路”上的重要国家,两边导航体系的协作也是起到演示效应。

中俄花费巨资树立独立的卫星定位导航体系,很大程度上仍是处于国防安全的考量,现在两国讨论卫星导航体系的协作,更是不能忽视国家安全的需求。

具有自己的卫星导航体系,并不代表没有后顾之虑,大国的“反卫星实验”就为此埋下伏笔。2008年,美国海军从其坐落太平洋北部海域的“伊利湖”号巡洋舰上发射导弹,成功击中一颗所谓“失控”的卫星,这也给各国敲响警钟。

美国东部时刻2008年2月20日22时26分 反卫星实验

中俄两国的卫星导航体系的协作在战时能够起到彼此备份的效果,中俄卫星定位导航体系经过彼此兼容对方信号,将能进步可靠性。假如俄罗斯的“格洛纳斯”卫星信号被搅扰或卫星被击毁,用户能够接纳我国的“斗极”卫星信号,反之亦然,这意味着两国的定位导航安全得到“再保险”

中俄两国一起出产导航芯片也是重要内容之一。在芯片范畴的协作实践上是俄罗斯短少相应的芯片制作才能,想经过与我国协作补齐短板。时任“格洛纳斯”非商业集团总裁亚历山大·古尔科就曾向媒体泄漏,俄罗斯和我国将树立合资企业,开发、出产、出售支撑国际三大导航体系——我国斗极、俄罗斯洛格纳斯和美国GPS的新式导航接纳机。

不过,一起开发的芯片不是用于智能手机,一起也不是用于高精度定位体系,它是用于长途信息处理终端,在各类交通管理上运用。

俄罗斯方面期望将芯片的研发作业放在俄罗斯进行,出产和出售由我国担任。因为俄罗斯现在没有现代化手法出产含有40纳米的承受机,我国在这方面的阅历是俄罗斯需求的。

我国实践上已具有导航芯片的制作才能,在我国卫星导航体系管理办公室官网上,现已发布斗极全球信号射频基带一体化集成芯片第二轮测评布告,有五家企业将做为斗极全球用户终端制作的重要供给商。而华为海思从麒麟930开端,集成的Hi1101四合一芯片能够一起接纳GPS、斗极和格洛纳斯信号。

斗极全球信号射频基带一体化集成芯片第二轮测评布告中五家企业 来历:我国卫星导航体系管理办公室官网

完毕语

各大国展开自己的导航定位体系,军事安满是首要考量。可是,除了美国的GPS,现在展开远景最好的仍是我国的斗极。俄罗斯的格洛纳斯尽管展开较早,可是因为经济问题和元件问题,导致格洛纳斯导航体系的正常运营都面对困难。中俄卫星导航体系的协作,互为弥补,两个体系的协作能够互补“盲区”,在紧迫的时分互为备份,保证通讯安全。并且,我国在电子范畴的产品与技能,也是俄罗斯现在的火急需求。

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