GPS发展历史

上周，美国媒体一篇关于欧洲“伽利略”卫星导航系统的报道，使这个中国也有参加合作开发的项目再次成为关注的焦点。

美国一些官员以担心该系统被敌对国家与美国进行战争时使用为借口，威胁在不利情况发生时攻击该系统的卫星。

自从俄罗斯的“格洛纳斯”卫星导航系统(Glonass)受前苏联剧变影响一蹶不振之后，美国的全球定位系统(GPS)几乎独霸全球卫星定位服务市场，随着俄罗斯国力的逐渐增强，Glonass将在未来三四年里恢复使用，而欧盟的“伽利略”卫星导航系统(Galileo)也要在2008年投入运营，届时，卫星导航服务将由美国一家独霸转为三国分立，面对这样的局面，美国官员的激进言论也就不足为奇。

回顾Galileo此前的筹划历程，处处可以看到美国阻碍该计划的身影，这表明，美国对卫星导航领域可能即将到来的三国时代依然抱着敌视态度，尽管如此，在中欧俄三方的合作下，这一时代也将很快来临。

“欧版GPS”挑战美国自冷战结束后，美国在空间领域的军事和民用技术开发上逐渐呈现出绝对优势，目前在全球卫星定位和导航服务上几乎独霸全球，美国的GPS(全球定位系统)自投入使用近20年来，不仅为美国本土提供了周到的民用服务，而且为美军军事行动立下了汗马功劳。

GPS 在军事应用上给人们留下深刻的印象是在海湾战争时期。

在美军攻击伊拉克的一个水电厂时，为了达到立即打击敌人、同时减少损失的效果，美军使用依靠GPS导航的“斯拉姆”空地导弹，他们先发射了第一枚导弹将电厂的围墙炸开一个洞，紧跟着，第二枚导弹像长了眼睛一样穿洞而入，一举摧毁了发电厂的核心部位，而附近的水闸却完好无损。

这种“千里穿杨”的功夫着实令世界为之动容。

欧洲的卫星定位服务一直由美国免费提供，但美国出于自身利益长期只为欧洲提供精度百米以上服务，而GPS在美国的民用领域精度可以达到30米，军事用途更达到了10米。

内外有别的“二等服务”让欧洲人甚为不满，在这种涉及军事应用以及巨大民用利益的技术上，欧洲人决心打造自己的卫星导航系统，摆脱对美国的依赖。

欧洲欲后发制人在上世纪90年代，欧盟和欧洲航天局已就全球卫星导航系统进行了长达5年的可行性论证。

1999年，他们提出了欧洲版的GPS——“伽利略”全球卫星导航系统。

“伽利略”计划的出台是一个争吵不断的过程，欧盟内部一直存在着支持和反对两种意见。

以法国为代表的国家强调打造欧洲独立GPS的重要性，而英德等国却认为，既然有美国提供的免费“午餐”，没有必要花巨额资金再打造一个同样的系统。

最终，由于意识到卫星导航服务潜在的巨大军事和商业利益，欧盟和欧洲航天局于2000年初决定建造“伽利略”卫星导航系统。

当年6月，在世界无线电通信大会上，欧盟经过多方努力获得了实施“伽利略”计划所需的无线电频率资源，为顺利实施“伽利略”计划创造了必要的条件。

2001年，美国在阿富汗战争中的迅速胜利令世界各国震惊，GPS在其中的巨大作用促使欧盟加快“伽利略”计划的脚步。

该年11月，欧洲航天局决定拨款5.5亿欧元用于技术开发，并在次年3月的欧洲首脑峰会上获得了一致支持，随后在欧盟运输部长会议上，各国部长仅用不到30分钟的时间，便为“伽利略”亮起绿灯，同意划拨4.5亿欧元研究经费，使该计划启动进入实质操作阶段。

欧盟运输部长还以全票通过决议，决定在5年内打造一个可同美国GPS抗衡的欧洲卫星定位系统，打破由美国垄断全球空间定位技术的局面，具体投入市场运营的时间就在不远的2008年。

“伽利略”起步虽比美国GPS晚了20年，但这也同时使它能够根据实际使用经验在设计阶段就对新系统做出改进。

它由30颗轨道卫星组成，比美国的GPS和俄罗斯的“格洛纳斯”都多出6颗，其精度也得以大大提高。

美国GPS的最大精度为3米而且仅限于军用，而“伽利略”可为民用用户提供误差不超过1米的精确定位服务。

打个比方说，GPS只能找到街道，而“伽利略”则可找到家门。

因此，可以说“伽利略”的用户可根据需要进行更多的精度选择。

模式开放市场广阔欧洲虽然致力打造自成体系的独立系统，但“伽利略”的设计却能与美国的GPS和俄罗的“格洛纳斯”兼容。

另外，它还吸收中国、俄罗斯和以色列等国加入，采用开放的国际合作开发模式也使它具有更大的潜在市场。

中国在空间技术方面具有相当的实力，可以壮大“伽利略”系统研究队伍。

另外，中国巨大的市场为“伽利略”计划提供了良好的市场远景。

中国上亿手机用户和急剧增加的汽车拥有量，就能使该系统的服务范围成倍扩大。

欧盟与中国于2003年5月16日正式开始“伽利略”计划合作谈判，并于今年9月草签合作协议。

欧盟表示，在日益增长的定位服务市场中，中国将帮助“伽利略”系统成为全球主要的基础设施。

“伽利略”系统的低成本也使它在建成之后，将在国际的卫星定位市场占据优势。

它的基本投资在32亿至36亿欧元之间，这个投资额相当于在欧洲建两个小型机场，或者说建150公里长的高速公路。

如果加上启动市场运营的初期投资，总额也就在60多亿欧元。

而美国的GPS系统总共斥资120亿美元，是“伽利略”造价的2到3倍。

美国设置种种障碍欧盟内部的利益争吵虽然曾一度导致计划实施很不顺利，但该计划最大的阻力却来自美国。

美国打心眼里不希望欧洲发展“伽利略”系统，在美国人眼里，欧洲根本没必要开发自己的卫星定位系统，目前美国GPS向全世界交通运输以及科研机构等民用用户免费提供服务，况且美国已计划再投资10多亿美元在2008年前完成GPS升级，满足用户需求，欧洲另搭灶台，实际上是巨大浪费；另外，“伽利略”一旦投入使用，会对美国GPS军用频率产生干扰，从而影响美国军事通讯，甚至造成泄密。

据悉，美国国防部曾就此专门致电欧盟，要求欧盟就未来“伽利略”系统可能对美军用通讯造成的影响进行认真评估。

而欧盟的回答十分直接，“伽利略”一定得建，即便对美国人来说，一旦GPS系统遇袭，他们还可依靠欧盟。

“伽利略”系统的建造意味着美国独霸卫星定位天下时代的结束，因此美国近年来一直百般阻挠“伽利略”计划的出台与实施。

它不择手段诋毁“伽利略”计划的可行性，千方百计在欧盟成员国中制造矛盾、挑拨离间。

美国的这种做法曾一度使得欧盟内部出现分歧。

美国国防部副部长沃尔福威茨甚至打起北约幌子，要求欧盟国防部长为“北约的利益”，劝说欧盟的交通部长不要通过该计划。

对“伽利略”计划的费用支出，美国也是加以夸大，认为欧盟所公布的预算不足，而对“伽利略”可能产出估计过高。

美国认为，“伽利略”计划是一项很坏的计划。

西班牙担任欧盟今年上半年轮值主席国后，美国还派员到西班牙游说，干扰该计划的通过。

为了让欧洲放弃计划，美国决定从2000年5月1日起，撤销对为欧洲提供的GPS定位服务信号施加的长期干扰，使民用定位精度由百米提高到了十米。

但最终也没有改变欧洲的决心。

不过，来自美国方面的干扰在很大程度上拖延了“伽利略”计划的通过与实施。

欧洲国家提高戒心美国的各种“小动作”使欧洲国家提高了对其的戒心。

他们认为，美国之所以反对该计划，主要是不希望GPS有竞争对手，其垄断地位受到挑战。

更为关键的是，没有自己的卫星定位系统，欧洲建立独立的共同防务体系就是一句空谈。

而“伽利略”计划给欧洲带来的利益则是不可估量的。

专家估算，在2008年到2020年，“伽利略”将为欧盟创造800亿欧元的利润，每年的经济收益将达100多亿欧元。

与此同时，“伽利略”计划还可为欧盟提供15万个从事高科技开发的就业岗位。

据估计，15万个就业机会每年将产生90亿欧元的经济效益。

仅出售航空和航海终端设备一项，就可收入150亿欧元。

此外，“伽利略”是现代科学技术，特别是空间技术及其应用技术的综合应用，在开发过程中会实现一系列技术突破和创新。

随着“伽利略”系统的建设和运作，会带来巨大的经济和社会效益。

“俄版GPS”蓄势待发就在欧盟的卫星导航事业开展的如火如荼之时，俄罗斯版GPS——“格洛纳斯”导航卫星系统(Glonass)也随着俄罗斯国力的增加蓄势待发。

“格洛纳斯”系统的开发虽然落后于美国，但比欧盟的“伽利略”要早上几十年，今年9月24日，是俄联邦政府总统正式宣布“格洛纳斯”系统开始服役的11周年纪念日。

策略失误落后美国1960年晚些时候，前苏联军方确认需要一个卫星导航系统用于规划中的新一代弹道导弹的精确导引。

1968～1976年，前苏联经过多部门联合攻坚，终于颁布法令建立“格洛纳斯”系统，Glonass即为全球导航卫星系统的首字母的简写，因此俄罗斯全球定位系统的研究基本上与美国同步展开。

“格洛纳斯”的第一颗卫星于1982年发射入轨，原计划1991年建成完整的工作系统，随着前苏联巨变和“冷战”结束，俄罗斯继承了该系统的继续开发，但由于经济因素，该系统的进展一直不佳，而此时美国的GPS已经开始在军民两个市场发挥越来越大作用。

GPS从一开始就采用了军民双用政策，实行军民联动，即竭力保持美国在军事上的优势，又谋取经济上的最大利益，而格洛纳斯的应用远不如GPS，既失去了市场又制约了发展，它虽然也是军民两用系统，但由于传统思维模式束缚，军转民过慢过迟，对民用开展不够重视与不够放手。

因此，“格洛纳斯”在1993年还只是具备了初始作战能力，直到1996年初才真正实现了完整的星座部署。

技术不足成本居高技术上的不足也使“格洛纳斯”底气不足。

“格洛纳斯”卫星平均寿命短，一般在3年左右，后期增长至5年，因此，该系统前后虽然发射76颗卫星，但由于更换频繁，再加上前苏联解体造成经济困难，致使继续发射导航卫星补网出现困难，系统一度只有8颗在轨卫星可用，不能自己独立组网，因此不能提供实际的卫星定位服务。

直到2001年8月，“格洛纳斯”才有了新的转机，被搁置6年之后的导航系统终于又重获得了俄罗斯政府的财政支持承诺。

俄政府计划将“格洛纳斯”最新型卫星的平均寿命增长到7年。

2001年12月，俄罗斯成功发射了3颗采用新一代设计的更高精度的补网卫星，以期进一步推动“格洛纳斯”导航系统优化。

截止到目前，该系统在轨实用卫星的数量为9颗。

第二代卫星虽然性能可靠，但价格也不菲，约是第一代卫星成本的2倍，继续进行补网发射需要更多的资金，而且随着卫星发射数量逐步增加，系统维护费用每年都将增加，目前每年的维护费就大约需要3900万美元，所以俄罗斯迫切寻求国外合作伙伴，为强大的导航系统奠定良性发展的基础，也正是出于这个原因，俄罗斯才主动向欧盟示好，希望帮助其开发“伽利略”计划。

经济好转又受青睐近两年，俄罗斯的经济形势大为好转，随着其国内能源经济的逐渐红火，俄政府有了更多的资金可以调用。

目前，第三代卫星的设计方案也正在开发研制当中，预计在2005年发射运行，可将该卫星的在轨寿命延长到10年。

去年12月10日晚间，俄罗斯成功发射3颗“格洛纳斯-K”卫星，使这一系统的卫星总数已达16颗。