科学家与媒体记者畅谈中国的“北斗”

2011年中国科协第一期“科学家与媒体面对面”活动聚焦“北斗卫星导航系统”。北斗卫星导航系统﹝BeiDou（COMPASS）Navigation Satellite System﹞是中国正在实施的自主研发、独立运行的全球卫星导航系统。

北斗卫星导航系统由空间端、地面端和用户端三部分组成。空间端包括5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星。地面端包括主控站、注入站和监测站等若干个地面站。用户端由北斗用户终端以及与美国GPS、俄罗斯“格洛纳斯”（GLONASS）、欧洲“伽利略”（GALILEO）等其他卫星导航系统兼容的终端组成。

2000年，首先建成北斗导航试验系统，使我国成为继美、俄之后的世界上第三个拥有自主卫星导航系统的国家。该系统已成功应用于测绘、电信、水利、渔业、交通运输、森林防火、减灾救灾和公共安全等诸多领域，产生显著的经济效益和社会效益。特别是在2008年北京奥运会、汶川抗震救灾中发挥了重要作用。

国家最高科学技术奖获奖者、北斗卫星导航系统工程总设计师孙家栋院士、卫星导航领域的权威专家杨元喜院士、刘经南院士、李祖洪研究员、谭述森研究员做客“科学家与媒体面对面”活动现场，与媒体记者畅谈“中国的北斗”。全国人大常委会副委员长、中国科协主席韩启德院士参加活动，并与专家、记者互动交流。

一、中国的北斗，世界的北斗

杨元喜院士：我们行人借助地图，飞机利用无线电、航标导航，舰船利用无线电、航标、天文进行导航，汽车利用各种卫星导航系统和地理信息系统在导航。所以，我们的日常系统离不开导航。汽车变成我们的代步工具，当你到一个陌生的地方，不仅需要卫星的导航，可能还需要很多参照物。我们其他的载体，比如我们的飞机、导弹、坦克、火车、空中运载武器、舰船等等都需要导航。

杨元喜院士：我们生活的地球，地形是极其不规则的，但我们看到的地图却是极其规则、美丽的。从不规则的地形到规则的地图，最核心的一步要定位，要做控制。

杨元喜院士：中国的北斗导航，原理就是交汇，两个卫星的位置，测一个点测不下来，三维测不出来，我们就加上高程，我们的导航原理就这么简单。我们的试验过程解决了国家当时的急需，解决了有无问题，也为中国电子产业的发展注入了新的活力，为中国卫星导航争取了国际地位。

杨元喜院士：孙先生说，中国的北斗是世界的北斗，中国的北斗不仅为中国人作出贡献，也为世界人作出贡献。群星璀璨的星空，北斗仍然会闪出它的光芒。

二、认识北斗

谭述森研究员：中国北斗起步任务有三项，一是进行卫星导航理论及工程试验；第二，还要满足用户定位急需；第三，要确立导航定位体制，把握中国卫星导航的命运。

谭述森研究员：北斗卫星导航系统满足了中国5000公里×5000公里区域连续、实时定位要求，满足了20米定位精度，满足了既定位又位置报告，而且响应时间为1秒的要求，这成为优于GPS的一大亮点，世界上还没有超越我们这个响应时间为1秒的系统。

谭述森研究员语录：北斗区域服务能力将在2012年形成，可以满足用户在中国及部分亚太地区连续定位、测速和位置报告需要。2020年我们将要形成北斗全球服务能力，将由35颗卫星组成，具有卫星无线电定位、卫星无线电导航两种工作体制，成为全球GNSS供应商，满足中国国防安全和经济安全的需要。

三、北斗改变生活

刘经南院士：北斗试验系统建成以后，就很快在国防和经济建设中得到了广泛的应用，而且用户逐年增加。现在的北斗可以说试验系统已经在科学上、渔业中、救灾中以及国防领域作出了很大的贡献，未来将在社会生活管理、农业、交通以及工程和科学技术中作出更大的贡献。

刘经南院士： 在渔业上面，利用北斗系统的定位来寻找将要到某个点的鱼群，渔船和鱼群交汇就可以捕到大量的鱼。另外，它还可以确保渔船在海上安全作业。

刘经南院士：北斗系统在汶川、舟曲的救灾过程中发挥了很大的作用，北斗有定位和短报文通信功能，可以及时把位置报给救灾指挥部，当灾害把通信设施完全破坏后，唯一有用的就是北斗系统。

刘经南院士：基于北斗的试验系统还开发了森林防火系统。在水资源方面它可以实时监测和传递江河的水温水环境，包括水污染的信息，以及在海洋上监测海潮的信息。另外是大气环境监测，很多高原地区基于北斗的气象监测站可将气象数据实时发送到气象中心，进行统一计算，气象预报是要用很广泛的区域资料才能得到预报的。

刘经南院士：作为北斗系统一个主要的运用目标就是国防上的应用，基于北斗试验系统建立了北斗面向陆军的战场和训练指挥系统。包括战场精密武器时间同步协调指挥，飞机、火箭的实时位置、轨道的确定，对我们国家一些武器试验和改进起到了很重要的作用。这是北斗现在已经在用的试验系统的一些情况。

刘经南院士：在民航航路管理和导航、飞机着陆等方面北斗都起到关键作用。同时北斗将在智能交通、路况信息管理、道路堵塞治理、车辆监控和车辆自主导航方面有广泛的应用前景。

刘经南院士：北斗的实时精密定位将应用于土地和农田的整理和管理，将装在拖拉机和收割机等农业机械上以0.1m的定位精度实现对农田的精密耕作。另外，在城市的管理、搜救、安全管理方面，北斗也有很广泛的应用。

刘经南院士： 当我们建成区域系统和全球系统以后，北斗的威力将成倍增加，可以和现在的GPS系统发挥的作用完全一样。北斗在全球系统布设完毕以后，将和GPS、俄罗斯的GLONASS以及欧洲的GALILEO一起组成全球卫星导航系统，就是由四个星座组成的，现在国际上把它叫做GNSS，也就是全球卫星导航系统，这样我们的北斗将具备和GPS完全一样的功能。

刘经南院士：全球卫星导航定位技术的应用领域，上至航空航天，下至工业、渔业、农业生产和日常生活，已经无所不在了，正如人们所说的，“GNSS的应用，仅受人类想象力的制约”。

四、北斗之路——打造一流全球卫星导航系统

李祖洪研究员：导航卫星的工作模式：如果按轨道来看，有圆的和椭圆的，有按偏心率来设计的轨道。还有按高度设计的轨道，比如说低轨，我们通常说LEO，中轨叫MEO，高轨叫GEO，这样的是按高度来设计的。还有按倾角设计的，按轨道面跟赤道面交汇的那个角度来算，倾角是零度的时候就是赤道轨道，倾角是90度就是极轨道，介于0-90度之间的叫倾斜轨道。

中国北斗导航轨道是个特殊的混合轨道，跟刚才大家提到GPS、GLONASS和GALILEO是不同的。中国北斗导航是有源和无源非常巧妙地结合起来。

李祖洪研究员：北斗系统的空间段特点，是混合星座。混合星座最外面的是地球静止轨道的卫星，倾斜轨道就是中间那个绿色的，还有中轨道的，我们叫MEO卫星，这是混合星座的特点。

李祖洪研究员：四大全球导航系统，美国GPS正经历现代化，就是GPS-III，预计2025年要完成，到现在为止已经打了62颗星了，在天上运行的有32颗。俄罗斯GLONASS正经历复兴计划，预计2020年要把GLONASS-K做完，俄罗斯由于它的特殊原因，打了110多颗卫星，而真正投入使用的，组网能够成功的，满足24颗卫星的，到现在还没能全部完成。欧洲GALILEO正在部署验证系统，预计2018年部署完成。中国的北斗， 2012年要覆盖我国及周边地区区域的导航服务，2020年要完成全球的部署。我国北斗卫星导航系统走向世界将面临国外GPS、GLONASS和GALILEO的激烈竞争，作为卫星导航系统的核心，卫星系统空间段面临诸多挑战。

李祖洪研究员：第一个挑战，部署进度的比拼。四大全球系统部署的时间进度是个重大考验，捷足先登是成功的第一步。GPS在这方面遥遥领先，GLONASS正在恢复建设中，GALILEO因为欧盟资金的困境，到现在进度有所拖延。北斗系统若要抢占市场，在星座部署方面面临挑战。 第二个挑战，卫星性能的竞争。导航卫星设计和研制水平决定着系统的性能，目前北斗卫星设计已经达到国外同类导航卫星水平，在未来发展中要不断自主创新，争取在国际导航卫星研制领域中处于领先地位。第三个挑战，系统发展的博弈。面向未来，卫星导航系统需要持续的发展建设，以满足用户更高的使用要求；需要国家持续的经费投入、人才培养、产业推广，以确保我国北斗卫星导航系统在未来发展与国际竞争中占据优势地位。

李祖洪研究员语录：中国北斗卫星导航系统将以具备世界先进水平的性能进入国际全球卫星导航系统的大家庭。我们将以中国制造的产品来为促进世界和谐、文明进步作出贡献！