北斗衛星導航系統恢復古代中國榮耀

一、解讀《新時代的中國北斗》白皮書

   11月4日中國大陸國務院對外發布《新時代的中國北斗》白皮書，為何挑在此時公布白皮書其實很容易理解，因為《新時代的中國北斗》白皮書是呼應中共二十大報告內容，中共在二十大報告中提到中國過去五年的成就:「一些關鍵核心技術實現突破，戰略性新興產業發展壯大，載人航太、探月探火、深海深地探測、超級電腦、衛星導航、量子資訊、核電技術、大飛機製造、生物醫藥等取得重大成果，進入創新型國家行列。」，其中太空科技突飛猛進入列世界前端，而北斗導航又是太空科技的基石。二十大報告中也提及中國要促進世界和平發展，致力於擴大同各國利益的匯合點。加強同發展中國家團結合作，維護發展中國家共同利益。中國堅持對外開放的基本國策，堅定奉行互利共贏的開放戰略，不斷以中國新發展為世界提供新機遇，推動建設開放型世界經濟，更好惠及各國人民。北斗導航系統突破美國GPS壟斷，對全世界開放，更好的服務世界人民，讓各國不再受美國斷訊GPS的脅迫。

   《新時代的中國北斗》白皮書闡述了中國北斗以更好服務全球、造福人類為宗旨，進一步提高多種技術手段融合水平，不斷提升多樣化、特色化服務能力，大力推動北斗應用產業發展，全方位加強國際交流合作，更好實現全球共享共贏。免費提供公開的衛星導航服務，持續提升全球公共服務能力。面向未來，中國將建設技術更先進、功能更強大、服務更優質的北斗系統。中國實施創新驅動發展戰略，堅持科技創新與制度創新“雙輪驅動”，超前部署戰略性、基礎性、前瞻性科學技術研究，提升星地一體快速組網能力。白皮書稱衛星導航是全人類的共同財富。中國堅持開放融合、協調合作、成果共享，積極開展北斗系統國際合作，推進北斗應用國際化進程，讓北斗系統更好服務全球、造福人類，助力構建人類命運共同體。中國願同各國共享北斗系統建設發展成果，共促世界衛星導航事業蓬勃發展，攜手邁向更加廣闊的星辰大海，為構建人類命運共同體、建設更加美好的世界作出新的更大貢獻。綜觀《新時代的中國北斗》白皮書既宣揚了中國的科技進步、未來展望目標，又期盼與世界共同享受北斗科技成果，勢必讓中國的國際影響力更上一層樓。白皮書不提北斗的軍事應用，是怕西方反華勢力將中國扣上軍事威脅的帽子。 

二、北斗衛星導航系統是中國影響世界的偉大成就 

   台灣除了台積電半導體代工外幾乎被邊緣化，中國大陸對世界的政治、經濟、科技及軍事的影響力愈來愈大，其中北斗衛星導航系統、太空科技、一帶一路建設、高鐵、核電、5G及人工智能等科技都對世界貢獻很大，也增強了中國的整體國力，儼然有恢復漢唐盛世的氣魄。其中，北斗衛星導航系統更是世界瑰寶，從印尼的土地勘測、科威特的建築施工、烏干達的國土測試、緬甸的精準農業、馬爾代夫的海上打樁、泰國的倉儲物流、巴基斯坦的機場授時及俄羅斯的電力巡檢，到處都有中國北斗系統的身影。2017年6月，中國發布《一帶一路建設海上合作設想》，提及中國願加強北斗衛星導航系統在海洋領域應用的國際合作，為沿線國提供衛星定位應用與服務。2020年，北斗全球系統已全面建成；2035年，還將建成以北斗為核心，更廣泛、更融合及更智能的綜合定位導航授時（PNT）體系。正在加速融入世界的中國北斗三號衛星導航系統，未來將以嶄新的姿態、更強的能力和更好的服務，服務全球，造福人類，更擴大了中國在全世界的影響力。據法國國際廣播電台網站10月3日報導，百度地圖已宣布採用中國的北斗衛星導航系統定位，而非美國的GPS，北斗衛星日定位量突破千億次。 

   日本《日經亞洲評論》稱在165個國家，中國的北斗衛星導航系統都使美國的全球定位系統（GPS）黯然失色，北斗導航系統彰顯了中國在數據主導權全球爭奪戰中頗有斬獲，長期以來作為唯一選擇的美國GPS現在正被中國北斗衛星導航系統逐漸超越。1978年 美國發射第一顆GPS導航衛星，憑藉領先的技術美國用GPS實現對其他國家的監控。中國決定自力建造北斗導航系統，其原因與美國對中國的三次刺激有關。第一，1991年，海灣戰爭開創了以空中打擊力量決勝的先例；最亮眼的是精確制導武器，美國GPS為精確制導提供了關鍵技術支持。海灣戰爭向全世界展示了GPS在軍事領域中的巨大作用，迅速掀起了一場以衛星導航為核心、實施精確打擊的世界性新軍事變革。中國軍方開始意識到衛星導航系統的巨大價值。第二，1993年，中國「銀河」號貨輪行駛到印度洋上時，導航系統突然沒有信號，無法確定位置及航向，不能繼續航行，只好被迫接受美方人員登船檢查。後來得知，原來是美國故意停掉了「銀河」號所在海域的GPS信號。第三，1996年，第三次台海危機期間，當時大陸軍隊曾向台灣基隆外海發射三枚導彈警吿，首枚準確命中目標位置，另外兩枚發射後卻失去信號不知所終。與此同時，中國大陸軍方發現無法有效跟蹤美國兩支航母編隊在台灣海峽的活動。原來又是美國局部關閉GPS信號。一系列事情都證實衛星導航系統的重要性。若沒有屬於自己的導航系統，一旦發生戰爭就只能任人欺凌。北斗導航系統獨創“三步走”發展路徑、“混合式”星座構型和“一體化”功能設計，首創全星座星間鏈路支持自主運行，為全世界發展衛星導航系統貢獻了中國智慧和中國方案，並創造兩年半時間高密度發射18箭30星的世界導航衛星組網奇跡。北斗核心組件百分之百國產化，核心技術完全自主。北斗衛星導航系統自建設之初，就堅持“開放、兼容”的發展原則。北斗與美國GPS在達成頻率兼容共識基礎上建立合作機制，與歐洲伽利略系統完成衛星導航頻率協調工作，與俄羅斯格洛納斯成功進行兩大系統的兼容試驗。 

三、北斗衛星導航系統對世界貢獻 

   自2020年7月31日正式使用以來，北斗三號衛星導航系統平穩地為全球用戶提供優質服務。中國在保障全天候穩定運行的同時，不斷優化系統性能並拓展應用模式。近年北斗系統在帶動經濟發展中的作用增強，應用規模和範圍不斷擴大，在交通運輸、救災減災、農林牧漁業等行業以及電力、通信基礎設施等領域實現了廣泛應用和規模化開發，效益顯著。目前，全球應用北斗系統導航的手機已經超過3.72億部。北斗3號的創新設計、服務能力、精度優勢、運行穩定等後發優勢和發展潛力，廣為一帶一路沿線國家和地區接受。北斗導航系統開拓應用的第一個重點是給信息、網絡、能源、資源、環境、交通等技術，賦予精準時空位置的感知認知，使他們提升到智能化管理控制階段，同時實現管理控製過程的時空智能化。第13屆中國衛星導航年會報導，北斗三號系統全球範圍定位精度優於4.4米，為全球用戶提供優質可靠的定位導航授時服務。目前，北斗產品已在全球一半以上國家和地區應用，服務當地經濟社會發展，成為中國以實際行動積極推動構建人類命運共同體的成就。2007年4月14日，中國成功發射了第一顆北斗二號導航衛星，從北斗二號建成向亞太地區提供服務，到全面建成性能領先、功能強大的北斗三號系統，標誌著北斗“三步走”發展戰略全面實現，徹底擺脫對國外衛星導航系統的依賴。目前，北斗系統已全面服務於交通運輸、公共安全、救災減災、農林牧漁等行業，加速融入電力、金融、通信等基礎設施，賦能各行各業提質升級，廣泛進入民生領域，深刻改變著人們的生產生活方式。 

   北斗是全球第一個擁有三頻完整服務能力的導航系統，在2012年實現B1、B2、B3三個頻率的導航定位全星座播發，GPS什麼時候完成三頻導航還不知道。北斗是世界上第一個連續導航與定位報告雙模融合的系統，雙模用戶機發揮了巨大的社會和經濟效益。近日，中國自主研發的北斗高精度定位芯片問世的，在各方面都超過美國GPS系統的定位芯片，GPS的壟斷地位將被打破甚至退出中國市場，中國距離科技強國的目標越來越近了。2019年，中國衛星導航定位服務業規模已接近3450億元/年，其服務已經遍佈到日常生活。高精度定位芯片投入使用後，北斗使用者將越來越多，中國衛星導航產業總值將進一步提升。此外，高精度定位芯片的誕生也將有助於擴大北斗導航系統的應用範圍。北斗三號主要成就是獨立構建全球時空基準，這里為什麼說只有北斗三號可以稱得上中國向全球提供了衛星導航的時空基準？因為只有全球系統才具有對全球系統的代表性描述，那些區域系統不具備構建時空基準的能力，所以說北斗三號系統實際上是完成了從第一階段到第四階段的導航，所以說北斗的成就是跨代的。總之，北斗多業務衛星無線電系統，是國家重要的空間信息基礎設施，北斗三號在基本導航、星基增強、精密單點定位、報文通信、國際搜救等業務的融合創新是未來發展的良好開端。北斗時空基準鏈路與高速數鏈路構建完善，將成為航天體系的“智能高速公路”。　　

四、北斗系統的創新及應用　

(一) 定位、導航和授時（PNT）基本服務

   來自國際全球導航系統(GNSS)的測量數據顯示，中國北斗三號衛星導航系統提供的定位、導航和授時（PNT）服務在全球範圍呈現高績效的指標，在亞太地區達到特別高的水平。現在北斗衛星導航系統活躍在一般百姓生活中，包括地圖導航、外賣點餐、車庫停車。北斗是全球唯一宣布標準位置服務精度優於5米的衛星導航系統。北斗3三類異軌衛星之間都實現了星間自組織測距和數傳，採用Ka頻段鏈路，測距精度高，通信頻帶寬，遠優於UHF鏈路，下一代將用激光鏈路，測距更準。北斗衛星無線電測定業務(RDSS)雙向鏈路定位授時，可大幅提升北斗定位授時抗干擾、抗欺騙性能，RDSS二維定位精度已到10米左右，時間比對精度相對於單向被動接收方式，授時精度可提高一倍，到10納秒左右，對於一些時間比對頻度不求太高而絕對時間精度要求較高的用戶，如金融、通信、區塊鏈平台，應急救援指揮中心運控平台等最有需求，可拓展這類防干擾要求甚高的絕對授時服務。利用RDSS雙向通信功能，可開發共享的多部門協同調度系統，比如綜合智慧運營控制平台。

(二)生活中的北斗應用

　　現在，地圖查詢、手機導航、叫車服務、共享單車、快遞外賣等往往都要應用手機中的北斗衛星定位功能。未來結合5G、人工智能和穿戴式設備的發展還將極大擴展北斗的大眾化應用，實現室內外一體化定位導航，包括實現遠程醫療監護、智能出行服務、智慧旅遊服務、個人安全保障和應急救援等。事實上，在大眾生活的方方面面，北斗應用已經深入其中。2021年，中國國內智能手機支持北斗的已達3.24億部，北斗已經成為大眾消費產品定位功能標准配置。截至2022年3月，北斗高精度時空服務的每月調用次數已突破1000億次。

(三)農漁業應用

   搭載北斗衛星導航系統的無人插秧機可在田間自動作業，漁船只要有北斗導航就不會在大海中迷失。北大荒黑土地上，“天上北斗導航+地上無人農機”正在幫助人們實現坐在家裡種地的夢想。北斗正成為農民的好幫手，基於北斗系統的深鬆作業機、玉米莖穗兼收機、高效植保機、小麥聯合收割機、甘蔗種植機、播種無人機等，實現了遠程調度管理，提升了農業生產效率。

(四)自動運輸

   動力煤通過集成 5G 技術和北斗衛星導航系統的自主系統可自動裝載煤到船舶上。2021年1月17日，天津港傳統集裝箱碼頭全流程自動化升級改造項目全面運營。升級改造一大亮點是拓展應用北斗衛星定位技術，導引無人駕駛集裝箱卡車24小時不間斷作業。據介紹，這標誌著首次運用北斗技術實現集裝箱碼頭自動化。改造後的天津港集裝箱碼頭整體作業效率提升近20%，綜合運營成本下降10%。

(五)通信

   搭載北斗三號短消息通信能力的手機即將上市，將重新增大手機的功能和應用，切實保障人們的生命財產安全。北斗系統可實現全球雙向通信，全球短報文通信可以用於搜救。導航定位+全球雙向通信可以向呼救者快速通告救援安排。還有遙感應用，有主動式遙感，配備星載太空環境遙感和電離層異常遙感載荷；被動式遙感，電磁波通過大氣、海洋、陸地反射或漫反射遙感大氣水汽、海洋河湖水位。目前，北斗3星間鏈路已全面啟動，效果顯著，在GNSS中精度最高，確保了標準PNT服務精度高。在2030年或2035年間，一個導航、通信、遙感深度融合的航天系統將由中國產出，中國高速空間網絡加5G地面網，實現全球天空地物與物的互聯互通，即第6代移動通信，中國6G走的路跟西方國家走的路不一樣，中國是先建地面系統，然後再建空間系統，中國的空間系統是建在北斗時空基準之上的，所以中國的5G會成功， 6G也一定能成功。

(六)無人化應用

   到2035年，中國將建成以北斗為核心的綜合性PNT系統，為智能化、無人化系統發展提供核心支撐。還可以做高精度導航定位地圖實現智能駕駛。北斗可以解決測路系統智能化問題。目前，世界各地都在進行無人駕駛車輛的大規模研發。過去幾年，無人車、無人機等高性能無人車相繼問世。在這場科技狂潮中，無人駕駛汽車的關鍵是衛星導航系統。只有衛星導航系統才能提高準確的定位服務。真正意義上的駕駛可以實現。目前，包括美團在內的國內多家企業已與北斗展開合作，併計劃基於高精度定位應用開發無人車技術和市場拓展。

(七) 助力疫情防控

    北斗系統在疫情防控的“武漢保衛戰”中發揮了極其特殊的作用，如火神山、雷神山醫院選址，醫院的物資、生活物品的調配，包括無人機送東西，還有醫院送藥的機器人，都用到了北斗系統。老百姓停車也都用到北斗導航定位，通過設備的衛星定位、室內的傳感器和信號的定位在手機上實現融合的綜合定位。疫情期間，武漢還應用北斗系統和交通大數據，建立了武漢的智慧城市交通系統，實現對350萬到450萬輛汽車，6萬多條道路的有效管理。還利用北斗技術做了一個疫情跟踪軟件，在手機上自動生成健康碼。可以說，北斗支持湖北人民成功抗擊了新冠病毒疫情。

(八)軍事用途

    北斗系統可為無人機及飛彈導航，在軍事上對遠距離偵查及攻擊用處極大。例如巴基斯坦擺脫對美國GPS的依賴改用北斗導航系統後，它現有的中短程彈道導彈在北斗導航之下，再結合從中國進口的軍用級高精度激光陀螺儀，其圓概率誤差能達到30米以內，北斗對印度的威懾力就顯現出來。巴基斯坦採購的中國導彈配合北斗的導航與定位，不但有利於精確打擊，還有利於導彈飛機的避障能力，提高其戰場生存力，不易被攔截。

(九)創新研究

　 北斗系統的優點可將通訊、導航及遙控一體化，充分利用北斗的多頻段導航信號優勢開展多用或專用高性能低成本PNT研發，提升PNT服務能力，充分利用星間鏈路測距，研究或分離不同軌道和不同型號的衛星系統，充分利用全球和中國周邊短報文雙向服務能力拓展服務內涵，研發傳圖像、傳語音、傳視頻等方法形成專利，發揮雙向通信與PNT集成服務功能，利用通導遙一體化，開發多任務多目標的協同智慧調度應急應用，充分利用北斗GNSS衛星的L波段和S波段載波作為遙感輻射源開發新型遙感，特別是目標遙感。 

五、北斗系統未來發展  

   未來配合新基建、一帶一路等國家戰略的發展和推進，北斗技術的應用和時空服務將更加普及，並將與5G、物聯網、大數據等先進科技相融合，更深層骰善人們生活，展現出廣闊的應用前景。北斗系統的發展是一個持續創新、開拓進取的歷程。此外，近年來北斗創新應用已經深入融合到許多產業的轉型升級之中，在汽車、高鐵、能源、礦產、郵政、移動通信、交通物流、互聯網服務等領域的骨幹企業，正在主動“+北斗”發展，成為產業新生力量，從而極大促進了我國衛星導航與位置服務產業的整體發展，行業經濟效益的貢獻顯著提高。北斗系統的海外應用合作及貿易交往也更加頻繁，基於北斗的土地確權、精準農業、智慧施工、智慧港口等，已在東盟、南亞、東歐、西亞、非洲等地得到成功應用。在未來北斗新的導航系統上，在低空地球軌道(LEO)上，實行導航通信深度融合，並服務遙感的方針，達到全球物聯網和數字地球的目標。將來還會有北斗全球物聯網。互聯網是人與人之間的聯接，人是非常囊括的，要實現全球動態物與物的互聯互通，必須在時空基準的維持下才能實現全球的物聯網。靜態厘米級、動態分米級世界一流衛星導航系統在北斗三號系統裡面已經實現了，提供統一時空基準的天基物聯網，獲得對地球認知的天基無線電全球系統，未來北斗天基物聯網模塊將實現太空物與太空物的互聯、太空物與地球物的聯網，任務超越對地球導航手段的研究。它的意義就是要充分發揮北斗時空基準的基礎性價值，打破世界導航、通信、遙感獨立建設行業固化的這種狀態，要為大部分行業包括遙感提供公共數據鏈。　　

　 中國衛星導航辦公室表示，北斗三號衛星導航系統將迎來持續穩定及快速發展的新時代。未來將發射更多衛星，使系統運行更加穩定可靠。此外，還將進行新技術測試和驗證，以確保系統不斷升級到更高代。北斗系統在拉動經濟社會發展中的作用越來越大，在更廣泛和更深層次的各個領域，甚至在國際市場上都得到了廣泛的應用。中國許多行業、主管部門和省份已將北斗納入“十四五”規劃。北斗系統在廣泛的行業（如交通運輸、救災減災、農林牧漁業）和專業應用（電力和通信基礎設施）中得到了很好的檢驗，並帶來了建設性的成果。支持北斗三號短信通信的手機將很快推出， 2021年中俄簽署了《北斗與格洛納斯全球衛星導航系統時間互操作合作協議》及 2021-2025年俄中衛星導航合作路線圖。中國推動與非洲和阿拉伯國家以及南非在北斗/GNSS深度應用方面開展北斗合作，並發布了《中非衛星合作展望》等跨境合作規劃和倡議。導航，北斗衛星導航系統在非洲十大應用場景，中阿衛星導航合作行動計劃（2022-2023年）。北斗產品、技術和服務已在全球半數以上國家得到應用，北斗系統致力於通過腳踏實地的行動，構建人類命運共同體。