国外主要卫星导航系统协同管理模式与特点

文|常家辉 王冉 胡婷婷

1.北方科技信息研究所 2.中国兵器工业规划研究院

一、引言

当前，世界范围内新一轮科技革命、产业革命、军事革命加速推进，主要国家为在激烈的国际竞争中谋求先发优势，都在不断深入推进各领域协同发展，聚焦创新引领，注重开放共赢。卫星导航系统作为国家重大空间和信息化基础设施，集技术、知识、信息等生产要素于一身，是经济安全、国防安全、国土安全和公共安全的重大技术平台和重要战略性资源，也是提升国民生活水平、社会科技发展水平的重要工具，其发展对协同管理水平提出了极高要求。

二、GPS系统军民共管共用，协同发展成效显著

美国GPS系统从20世纪70年代开始研制，能够为全球用户提供全天候全天时高精度定位、导航和授时服务。GPS系统最初主要为军方需求提供支持。到20世纪90年代，美国开始认识到GPS巨大的民用潜力。通过不断优化提升系统军事和民用技术性能，实行开放兼容的政策，大力推进GPS民用领域应用推广。在美国政府的不断努力下，GPS系统为美军及其盟友近年来的军事行动提供了有效支撑，同时在经济、科学、社会多方面发挥着极为重要作用。多年来，美国已拥有卫星导航领域全球领先的组件制造商、系统集成商和增值服务提供商，并牢牢占据着全球卫星导航市场的领导者地位，协同发展成效显著。

1.不断完善的政策法规推动GPS系统军民共用

从20世纪70年代到80年代初期，美国政府为了保证军方的使用，限制GPS民用发展。1984年美国政府确立的AS政策和SA政策，使得GPS定位精度大大降低，严重影响了GPS系统定位服务的国际可接受性[1]。

随着系统应用开发程度不断加深，GPS军民两用前景日益受到重视。1991年美国商务部正式取消民用GPS出口许可证限制，标志着官方承认了GPS的军民两用性质，为 GPS民用产业发展注入了催化剂。1996年美国以总统令形式发布了《国家GPS政策》，向全世界承诺GPS免费提供民用服务，政策导向由保障国家安全向兼顾安全与经济利益转变，进一步强化了民众对GPS应用的信心。2000年GPS法写入《美国法典》，从最高法律层面保障GPS军民两用发展。2004年以新总统令形式发布的《天基空间定位、导航和授时（PNT）政策》,旨在满足不断增长的军事和民用需求，并防止外国系统对GPS造成威胁[2]。2010年，美国出台了《国家空间政策》，旨在提升美军在全球航天领域和卫星导航领域的竞争能力和领先地位[3]。这一系列的政策发布，有效保障了GPS系统紧跟国际政治与技术发展形势，实现了“保军限民”向“军民两用”的成功转变，带动了GPS应用产业的发展，产生了巨大的经济与社会效益。

2.协同高效的管理体系保障GPS系统服务运行

为保障GPS及其增强系统的服务能力，维护与之相关的政治、经济、安全、外交等各方利益，美国建立了多层次的国家天基定位、导航与授时（PNT）协调管理体系，明确了军政民等各相关部门机构的权责义务[3]。

美国天基PNT 执行委员会作为承担战略决策责任的机构，主要负责对PNT 体系相关政策、机构、需求和资源进行调配，协调相关部门建议提案。国家天基PNT 执行委员会下设机构主要包括：顾问委员会（咨询机构）、协调办公室（秘书处）。

委员会联合主席为美国国防部和运输部，国务院、内政部、农业部、国土安全部、商务部、美国国家航空航天局（NASA）等作为成员。美国国防部作为核心负责GPS 研制建设与发展，承担研发、运行、维护等相关工作，并推进GPS 在军事方面的应用推广。运输部则负责GPS民用需求的开发推进，保障GPS增强系统运行维护，代表民用部门参与GPS 开发管理，推动在民用行业的推广应用。国务院负责国际合作与谈判，管理GPS 敏感技术输出。国土安全部负责GPS在国土安全方面的应用，处理本土PNT 应用面临的威胁与干扰。

三、 GLONASS系统军方主导模式转变，民用步伐逐步提速

GLONASS是由苏联于1978年开始研发建设的卫星导航系统，苏联解体后由俄罗斯接手运行，为俄罗斯和全球用户提供导航与定位服务。由于受历史条件及政府管理等各方面制约，虽然俄罗斯政府努力推进GLONASS系统的协同发展，一定程度上推动了GLONASS系统在俄罗斯国内对GPS的替代，产生了良好的示范效应，但在全球的应用水平仍然大幅落后于GPS。

1.GLONASS系统军方完全主导的管理模式已逐步改变

GLONASS系统的发展、运行与管理起初由俄罗斯军方完全控制[4]。由于20世纪90年代俄罗斯经济严重下滑，GLONASS系统甚至一度无法独立提供服务，星座维持几近停滞，系统建设发展进程受到严重阻碍。1998年俄罗斯政府颁布了《国防工业军转民法》，明确提出GLONASS系统军民共建共用的原则[5]。1999年俄罗斯发布了关于GLONASS系统的总统令与政府声明，重申GLONASS相关政策，并借鉴GPS管理体制，成立了由航天局、国防部、工业与能源部和运输部组成的GLONASS项目部际协调委员会、顾问委员会。其中，联邦航天局和国防部既是召集单位，又是GLONASS系统最主要用户。

2.GLONASS系统民用化发展得到政策大力支持

俄罗斯为了更好地开拓民用领域应用，努力推动GLONASS与GPS的兼容性发展。同时，俄罗斯政府先后通过《GLONASS系统2002～2011年发展计划》 《GLONASS联邦计划》等，均强调GLONASS系统提供免费民用服务，取消民用精度限制等相关内容。2005年俄罗斯总统普京签署相关法令，指出全球用户能够免费获取GLONASS系统的民用信号。2007年颁布的《GLONASS联邦计划》是俄罗斯GLONASS国家政策的执行基础，重申要提供免费民用服务，取消对民用精度的限制等相关内容。2010年颁布的《导航活动法》，明确要求俄军、民用车辆以及车辆管理设备安装GLONASS导航设备，并通过后续政府决议进一步对此项内容进行了细化要求，制度层面保障了GLONASS系统在军事、工业、民用及商用领域的推广与应用。2014年，俄罗斯政府决定从2017年开始，在所有进口和国产汽车上强制安装GLONASS汽车故障卫星导航仪。

四、伽利略系统管理协调问题凸显，军事应用难以突破

伽利略系统（Galileo）是欧洲自主独立的民用全球卫星导航系统，旨在打破美国对卫星导航市场的垄断，于2002年正式启动，目标是提供覆盖全球的高精度、高可靠性的定位服务。伽利略系统由欧盟和欧洲航天局（ESA）联合开发，号称世界上第一个专门为民用目的设计的全球卫星导航系统，能够提供民用控制的高精度全球定位服务，并与GPS、GLONASS、北斗三个系统实现兼容互操作。虽然伽利略系统已经于2018年完成全球组网，但尚未形成足够规模的市场容量，军事领域应用也处于停滞不前的状态。

1.伽利略系统管理模式存在弊端，系统发展进度滞后

在伽利略系统管理架构与模式方面，最初由欧盟委员会负责伽利略系统政治层面与高层次的任务需求，主要管理伽利略计划及其资金、规划授权协议、管控风险以及定义计划实施的关键阶段。欧洲航天局属于政府间合作机构，由各国负责科技事务的部长组成的理事会作为领导机构，各成员国均拥有单独投票权，不受欧盟管辖，主要负责伽利略系统空间分系统及地面系统的发展与测试。欧盟与欧洲航天局之间具有22个交叉成员国，同时由于欧洲航天局与欧盟间没有正式的联系，管理上存在诸多难以协调的问题，欧洲航天局对于相应政治责任的落实缺乏动力。在前期推进伽利略计划实施过程中，因为欧盟委员会主要承担计划最终风险，直接导致欧洲航天局缺乏按进度与经费计划推进项目实施的积极性。

伽利略系统投资建设最初采用公私合营模式（PPP），由欧盟和欧洲航天局牵头创建“伽利略联合执行体”，通过与特许权经营商合作来继续推进伽利略计划的部署和运营。然而欧盟主要成员国在企业联合体的领导和构成以及伽利略系统中心和地面设施的位置选择方面矛盾严重，伽利略系统商业运营模式一直未得到认可，导致“伽利略联合执行体”在特许经营权方面的谈判于2007年陷入僵局，伽利略计划陷入实质性延期并且严重超出预算。

为此，2009年欧盟终止了伽利略系统的PPP模式运营，转变为由公共经费支持伽利略系统发展，总投资额也从30亿欧元增加到近50亿欧元，一定程度上缓解了各成员国间针锋相对的局面。同时，欧盟对伽利略系统的管理架构与模式进行了较大调整。伽利略监管机构“欧洲全球导航卫星系统监察局”被重新命名为“欧洲全球导航卫星系统管理局”（GSA），职责从伽利略计划的主要执行机构转变为欧盟委员会的下属辅助机构，主要任务是开展伽利略的市场研究和推广并进行安全审查。欧洲航天局也于2009年成立了伽利略管理局，以适应欧洲GNSS计划的新任务。经过近年来的大力推进，2018年伽利略系统完成了全球组网，但相较于原计划进展滞后非常严重。管理模式与各成员国之间的问题，直接导致伽利略系统错过了发展的大好机遇。

2.各国认知不一，伽利略系统军事应用前景不明朗

军事应用方面，由于各国对伽利略系统的民用还是军用性质存在分歧，近几年才逐步开始接受将公共特许服务（PRS）信号应用到军事领域的可能性。根据欧盟在2011年出台的使用原则，是否将伽利略系统用于军事目的仍然取决于各成员国的自主决定。2013年，英国、法国、比利时、意大利测试了PRS信号，以确保伽利略系统能为政府用户提供军事服务，同时欧洲航天局还在固定和移动的终端平台上进行了PRS自身连续服务的测试。此次测试后，未见到有关该功能得到进一步应用的相关报道。伽利略系统的军事功能在欧盟诸多成员国看来只是一项附加价值，同时对其信息敏感性及是否会影响自身经济利益及国防安全独立性的顾虑，导致伽利略系统的军事应用前景仍然成迷。

五、小结

1.统筹的管理模式是卫星导航系统协同发展的重要保障

卫星导航系统健康发展的关键是顶层设计，必须全面规划和统筹实施。美国建立了多层次的国家天基定位、导航与授时（PNT）协调管理体系，由统一的机构统筹GPS系统建设发展，多部门协同开展工作。 GLONASS系统虽然借鉴了美国GPS系统管理架构，但整体协调性尚显不足，对系统军民协同发展的促进作用未完全体现。伽利略系统则受制于各参与方的协调问题，一定程度上影响了系统发展进程。

2.顶层政策推动是卫星导航系统健康发展的重要保障

四大卫星导航系统发展过程中，均得到了政府机构的大力支持，从国家层面不断推出具体政策，推动系统建设与应用。总体上，除伽利略系统外，GPS、GLONASS系统均经历了“保军限民”到“军民共用”的过程，同时均在本国得到了强制性的推广，但由于各国政策推进步伐不一，导致目前各系统发展进度及市场认可度不一。同时，如果没有国家层面的政策推动，单独依靠民间资本及社会力量无法完成卫星导航系统建设发展。

3.旺盛的市场活力是卫星导航系统快速发展的核心动力

纵观全球卫星导航系统发展进程，若想真正取得广泛应用与快速发展，必须得到公众与市场的认可。得益于自身引领性的技术实力，以及紧跟时代发展步伐的政策导向，GPS系统目前已在全球范围内得到了极为广泛的应用，在全球卫星导航市场当中占据了绝对的龙头地位。GOLONASS、伽利略系统则紧密结合自身区域性需求，持续努力打通市场渠道，提升公众认可度，但相较于GPS系统仍然存在较大差距。