8月(yuè)31日下(xià)午,在廣州無線電集團主辦的(de)新一代信息産業論壇上,年近九旬的(de)中國科學院院士孫家棟提前離場(chǎng)。現場(chǎng)數百名北(běi)鬥導航技術工程師集體起立,用(yòng)持續數分(fēn)鐘(zhōng)的(de)掌聲歡送這(zhè)位老人(rén)。從“東方紅”衛星開始,中國航天事業的(de)每一次大(dà)發展,幾乎都有著(zhe)孫家棟的(de)身影(yǐng)。這(zhè)位中國人(rén)造衛星和(hé)深空探測技術的(de)主要開創者,備受航天從業者的(de)敬重。衛星導航是孫家棟近十年的(de)主攻領域之一。短短十餘年,中國的(de)北(běi)鬥導航系統實現從無到有,并投入産業化(huà)。孫家棟因其貢獻被譽爲“北(běi)鬥之父”。

時(shí)間進入2017年下(xià)半年,全球衛星導航格局風雲湧動,中國按計劃開啓覆蓋全球的(de)“北(běi)鬥三号”工程,日本、印度等國也(yě)加緊了(le)區(qū)域性導航衛星的(de)發射。就在過去的(de)8月(yuè)份,中國和(hé)俄羅斯進行了(le)衛星導航系統的(de)聯合在軌試驗,跨出合作的(de)重要一步。論壇間隙,21世紀經濟報道記者就當前衛星導航熱(rè)點問題,專訪了(le)孫家棟。孫家棟強調,時(shí)間、空間信息是國民經濟不可(kě)或缺的(de)基礎設施,中國必須掌握自主可(kě)控的(de)衛星導航技術。在自主可(kě)控的(de)基礎上,中國的(de)北(běi)鬥導航技術需要探索和(hé)GPS等其它衛星導航系統的(de)兼容和(hé)互相操作,以增加定位精度和(hé)服務質量,以推動地面應用(yòng)的(de)發展。

《21世紀》:中國爲什(shén)麽要研制北(běi)鬥衛星導航系統?

孫家棟:衛星導航、通(tōng)信、遙感是航天技術運用(yòng)的(de)三個(gè)主要領域。在人(rén)們日常生活和(hé)國民經濟建設當中,總需要不斷地問“在哪裏”、“什(shén)麽時(shí)間”兩個(gè)問題,人(rén)類90%以上的(de)信息都與時(shí)間、空間相關。衛星導航技術的(de)作用(yòng)就是給人(rén)類提供時(shí)間坐(zuò)标和(hé)空間坐(zuò)标。時(shí)空信息深入到人(rén)類生産生活的(de)各個(gè)領域,跟用(yòng)水(shuǐ)用(yòng)電一樣不可(kě)或缺,是國民經濟的(de)重要基礎設施。就像停水(shuǐ)停電影(yǐng)響城(chéng)市生活一樣,衛星導航服務一旦失效,國家的(de)經濟運行就要受到很大(dà)的(de)影(yǐng)響。在日常的(de)運作中,天上的(de)衛星也(yě)有可(kě)能出現這(zhè)樣那樣的(de)毛病,影(yǐng)響到地面的(de)導航服務。因而,中國需要掌握自主、獨立、可(kě)控的(de)衛星導航技術。

目前,美(měi)國的(de)GPS系統研發較早,已經覆蓋了(le)全球。但許多(duō)國家已看到了(le)自主可(kě)控的(de)問題,除中國外,俄羅斯、歐盟都在搭建全球性衛星導航系統,形成了(le)衛星導航的(de)“四大(dà)家族”。日本、印度也(yě)加緊搭建自己的(de)區(qū)域性衛星系統。(記者注:近日,日本成功發射第三顆導航衛星“引路”3号;印度亦試圖發射全球定位衛星IRNSS-1H,以替代在軌的(de)一顆故障衛星,但發射失敗。)必須要強調的(de)是,要獨立自主掌握衛星導航技術是有很大(dà)的(de)難度的(de)。中國的(de)航天事業起步很早,但爲什(shén)麽直到(上世紀)90年代才開始搞衛星導航?這(zhè)是因爲衛星導航系統網絡龐大(dà),需要技術的(de)積累。一旦建起來(lái)以後,用(yòng)戶量是相當大(dà)的(de),别說停機,瞬間的(de)使用(yòng)效率不好都不行。不僅僅是建起來(lái)就完事了(le),要不斷地發展。這(zhè)需要付出上千億的(de)經濟代價,也(yě)體現了(le)國家的(de)決心。2012年,我國區(qū)域性的(de)“北(běi)鬥二号”完成衛星組網,目前正在搭建全球覆蓋的(de)“北(běi)鬥三号”。按照(zhào)計劃,“北(běi)鬥三号”衛星的(de)發射采取“一箭雙星”的(de)辦法。今年下(xià)半年發射3-4次,對(duì)應的(de)衛星數目就是6-8顆。我國航天系統有很嚴格的(de)質量把關制度。“北(běi)鬥三号”的(de)衛星研制生産工作都按照(zhào)計劃在正常運行。我在想,衛星的(de)生産一步一步走來(lái),今年有可(kě)能保持三次以上的(de)發射的(de)。

《21世紀》:從8月(yuè)初開始,中國和(hé)俄羅斯專家進行了(le)兩國導航衛星的(de)聯合在軌試驗,用(yòng)兩周時(shí)間研究評估北(běi)鬥和(hé)格洛納斯系統沿“絲綢之路經濟帶”的(de)導航條件。如何評價這(zhè)次中俄合作試驗對(duì)中國北(běi)鬥産業、對(duì)全球衛星導航格局的(de)影(yǐng)響?

孫家棟:在逐步建立自主的(de)衛星導航系統後,我國還(hái)要回答(dá)一個(gè)問題,就是對(duì)GPS、其它衛星導航系統要有什(shén)麽樣的(de)态度。總的(de)思想是“兼容”,是不排斥。衛星導航産業發展的(de)關鍵,在于地面技術的(de)應用(yòng)。世界各大(dà)衛星導航系統都很重視地面應用(yòng)。對(duì)地面應用(yòng)來(lái)說,信息數據量越大(dà),處理(lǐ)精度就越高(gāo);信息來(lái)源越多(duō)可(kě)靠性就越強。比較理(lǐ)想的(de)情況是,信息源中有自主可(kě)控的(de),地面導航設備平時(shí)接收多(duō)種信息源,實現高(gāo)精度定位服務;一旦某顆衛星因正常調試或工作故障而出現錯誤信号,導航設備能夠第一時(shí)間剔除錯誤信号,保障正常工作;如果遭遇特殊情況,自主可(kě)控的(de)信息源也(yě)能保障基本的(de)時(shí)空信息服務。

這(zhè)次中俄合作試驗,主要是要測試北(běi)鬥和(hé)格洛納斯兩個(gè)系統的(de)兼容和(hé)互相操控問題。實際上,GPS、北(běi)鬥、格洛納斯、伽利略四大(dà)平台的(de)交流還(hái)是比較緊密的(de)。這(zhè)四個(gè)導航系統在軌衛星加起來(lái),(幾年後)将達到120顆左右。這(zhè)也(yě)意味著(zhe)許多(duō)國家上空,同時(shí)有20-30顆衛星。如果這(zhè)四個(gè)系統能很好地兼容,可(kě)想而知地面應用(yòng)設備的(de)定位質量将精準到什(shén)麽程度。衛星的(de)兼容,涉及頻(pín)譜、軌道的(de)協調,相當于商量你走這(zhè)條車道、我走那條車道,目前協調起來(lái)難度還(hái)不是很大(dà);但互相操作顯得(de)有些複雜(zá),與獨立自主有一定沖突,不太容易協調。具體到中俄專家的(de)聯合試驗,技術交流對(duì)中國和(hé)俄羅斯都有好處。相比較而言,中國的(de)電子元器件發展比俄羅斯走得(de)前一些;而俄羅斯有著(zhe)很強的(de)航天科技基礎,又是橫跨亞歐大(dà)陸的(de)大(dà)國,中俄合作可(kě)以讓北(běi)鬥系統掌握更多(duō)的(de)地面基站信号源,從而提高(gāo)導航的(de)精度。這(zhè)對(duì)我國推廣“一帶一路”倡議(yì)、服務“一帶一路”沿線國家是比較有利的(de)。我國正在搞覆蓋全球的(de)“北(běi)鬥三号”工程,服務“一帶一路”沿線國家将是未來(lái)我國北(běi)鬥導航系統發展的(de)主要方向之一。