無論身在何處，它總能準確定位；要去哪里，它也可以詳細指引最佳路線，避免走彎路……這就是日益方便人們生活的導航系統。在防災救災、國防等國家安全領域，導航的作用更是舉足輕重。

　　繼美國、俄羅斯建設全球衛星導航系統之后，我國自主研發、獨立運行的北斗衛星導航系統，已實現亞太地區信號全覆蓋。按照我國衛星導航建設的總體部署，到2020年，北斗信號將覆蓋全球，屆時，可以為全球提供服務。

　　在日前舉辦的南京科協大講堂報告會上，來自解放軍理工大學通信工程學院天基信息教研中心主任、衛星通信與導航江蘇高校協同創新中心主任、博士生導師李廣俠教授，詳細解讀了北斗的成長歷程。

　　擁有自己的衛星導航系統更加安全

　　目前全球共有4套衛星導航系統，分別是美國GPS、俄羅斯“格洛納斯”、中國北斗和歐洲“伽利略”。其中美國GPS、俄羅斯“格洛納斯”已建成投入使用，中國北斗、歐洲“伽利略”仍在建設階段。

　　令人們疑惑的是，可以使用美國GPS，為何還要建設其它導航系統呢？

　　李廣俠對此表示，衛星導航系統是重要的空間基礎設施，能為人類帶來巨大的社會經濟效益。盡管美國GPS無間斷地為全世界提供民用導航信號，并默許免收使用費，但是衛星導航作為軍民雙重屬性的重大基礎設施，對國家經濟安全、國防軍事以及國際地位等重大戰略利益都具有重大而廣泛的影響，一旦出現緊急情況或重大利益沖突，無論國防軍事還是經濟社會安全都將受到掣肘，甚至脅迫。屆時如果過度依賴以GPS 為主的授時領域，諸如電力、金融證券、移動通信等重要系統，會因無法獲得統一時間而導致工作混亂甚至癱瘓；交通運輸、人員等或因無法獲得準確的定位服務，而無法滿足出行需求。此外，大批軍隊集結部署也會出現問題，精確制導武器將失去明亮的眼睛，這些都將對國家利益造成慘重影響。因此，建設中國自己的衛星導航系統，是基于國家的重大戰略需求和長遠發展做出的重要決策。

　　我國北斗的研發始于1983年，這一年，我國空間系統工程專家、中國科學院院士陳芳允首次提出利用兩顆地球靜止軌道通信衛星實現區域快速導航定位的設想。1994年，我國啟動北斗衛星導航系統建設，目標是提供“獨立自主、開放兼容、技術先進、穩定可靠”的衛星導航服務。2010 年6 月，隨著第4顆北斗導航衛星升空，我國正式宣布自主研發的北斗定位系統進入了密集的空間組網階段。現在，我國已有14顆北斗導航衛星在軌運行，而且已于2012 年開通了對亞太地區的衛星導航定位服務，并將在2020 年達到衛星信號覆蓋全球。

　　“我國的北斗衛星導航系統提供民用服務雖然起步較晚，但有后發優勢。”李廣俠說，像在漁業的應用上，我國的很多漁船都裝備了北斗終端，當漁民出海作業時，漁民和漁政管理部門都能知道漁船的精確位置，遇到緊急情況，漁民向北斗衛星發送短報文，漁政部門接收后可以及時采取營救措施。

　　北斗衛星導航基本原理是多球交匯

　　作為繼美國GPS、俄羅斯“格洛納斯”之后第三個成熟的衛星導航系統，北斗衛星導航系統由空間段、地面段和用戶端組成，現已初步具備了全天候、全天時為各類用戶提供高精度、高可靠定位、導航、授時服務，而且還具有短報文通信能力。

　　那么，北斗導航的基本原理又是什么呢？李廣俠介紹說，在古代，獵人們沒有導航知識，走到森林里時，他們會做很多記號，返程時通過這些記號回來，這就是最原始的導航方式。后來人們改用地圖、航標、地形以及星辰、天象、羅盤等確立方位。現代研發的北斗導航系統，采用的是多球交匯原理，就是通過圍繞地球轉動的衛星，發射無線電信號，用戶機接收到信號之后計算出該點與衛星的距離，再根據方程和衛星的位置計算出用戶的精準位置。

　　導航的科學構成依然極其復雜。李廣俠說，衛星在大氣層之上，無線電信號要通過電離層和大氣層，這就不得不考慮各種因素對信號的影響；人生活在地面上，可能還有樓房等固體物體遮蓋；人們生活在電磁場當中，有很多高壓線，都可能產生干擾，要考慮這些障礙物的影響。此外，導航還要考慮頻率、信號捕獲、時鐘精度和穩定性等問題，是一個極其復雜的科學工程。

　　2020年前，將有30多顆北斗衛星覆蓋全球

　　我國北斗現已成功應用于測繪、電信、水利、漁業、交通運輸、森林防火、減災救災和公共安全等諸多領域，產生了顯著的經濟效益和社會效益。

　　在北京奧運會和汶川、舟曲抗震救災中，北斗都發揮了重要作用。

　　2008年5月12日，汶川大地震時重災區的通信完全中斷，當晚22時，首批武警官兵到達災區。他們通過“北斗導航定位衛星系統用戶機”為地震重災區發出了第一束生命之光；5月13日，一支攜帶了北斗終端機的部隊，從中午12時開始，沿著馬爾康、黑水、理縣到汶川的317國道一路急行，進入汶川地區，北斗導航定位衛星架起了救災現場和后方指揮部之間的急救聯機，路途中他們把偵測到的災情準確的發給了救災指揮部，使指揮部能夠在第一時間獲知部隊距離震中的準確位置和災區的情況。

　　北斗仍在不斷地完善，李廣俠介紹說，現在的北斗已具備了與GPS精度相當的全天候快速定位和授時功能，無需其他通信系統支持即可實現定位和通信，可為中國及周邊國家和地區提供24小時全天候無盲區服務。北斗導航系統還具有適合集團用戶大范圍監控與管理，及無依托地區數據采集和傳輸的應用設計；適合關鍵部門使用的高強度加密及獨特的中心節點式定位處理和指揮型用戶機設計等。值得一提的是，北斗導航終端與美國的GPS、歐洲的“伽利略”、俄羅斯的“格洛納斯”相比，最具特色的是它的短信功能，每條能發送120個漢字。

　　李廣俠表示，未來的北斗衛星導航系統將是一個由30余顆衛星、地面段和各類用戶終端構成的大型航天系統，技術復雜、規模龐大。今后在國家安全行業將最先普及北斗導航，以保障國民生產、生活的安全和穩定。通過各方面規模性應用示范，北斗還將逐漸普及到大眾消費類市場，最終成為與GPS 并駕齊驅的全球衛星導航系統，它不僅能創造非常可觀的經濟產值，還將對維護我國國家安全、推動經濟社會和科技文化全面發展提供重要保障。