2020年3月,北斗卫星系统完成组网,由此中国成为了全球第三个拥有全球定位系统的国家。
在北斗系统完成后,国内出现了一阵猛夸北斗系统的风气,说GPS系统和北斗系统的抗干扰能力相对比,完全不是一个等级的对手,北斗完全碾压GPS系统。
(北斗系统概念图)
那么真相究竟如何呢?
北斗和GPS其实北斗和GPS相比,北斗系统在功能上比GPS多一些,但双方在精度、稳定性以及抗干扰能力方面差不多。
如果说给北斗10分的话,GPS也能达到9.5分到10分的水平,双方并没有决定性的差距。
在功能上,北斗比GPS多出了一个报文功能,这使得北斗系统能为客户在山区、海洋、沙漠等没有信号基站的地方,提供基本的数据通信服务,能紧急替换卫星电话。
在抗干扰能力方面,GPS和北斗也差不多。
当年美国研发GPS的主要目的,是为了将其运用于军事。等GPS服役很多年后,美国才慢慢开放给民用。
并且民用后GPS还分为民用和军用版本,民用版本在精度等方面差了军用版本几个数量级。
抗干扰能力决定了其在战时的稳定性,也是全球定位系统的重要指标。
那么北斗和GPS的抗干扰能力究竟如何呢?
从实际效果出发,GPS和北斗的抗干扰能力都尚可,但中美双方的电子战能力都较强,所以都能对对方的全球定位系统实施较强的干扰。
比如说对通信卫星进行上行链路干扰,可以断绝卫星和地面之间的信号中继能力,从而短时间内使定位系统失效。
甚至是直接干扰卫星,迫使卫星将所有电力拿来抵抗干扰,也可以实现让卫星短暂过载从而失效的效果。
可以说在现代电子战体系下,对对方全球定位系统进行干扰的手段有很多。
(电子战概念图)
而要对抗这种干扰,不管是中国还是美国,其实都不能百分百保证自己可以让自己的定位系统在战时完全良好运行。
因为这个原因,现在中美其实都比较重视军队在失去全球定位系统辅助后的作战能力,经常性搞这种模拟全球定位系统被敌人干扰后的演习。
可以说要对敌人的全球定位系统进行干扰比较容易,但要抗干扰却很难。
至于精度,中美全球定位系统的精度都差不多,都在1米以内。
影响全球定位系统精度的因素有很多,其中最主要的是原子钟、卫星的角度以及数量。
(卫星原子钟)
原子钟这方面中国走到了世界先进水平,所以我们倒也不用担心。
至于卫星的角度,因为中国在全球定位系统上属于后发国家,所以比较好的近地轨道已经被美国占据了不少。
不过中国的北斗系统有比美国GPS更多的卫星数量。前者超过55颗定位卫星,后者卫星数量不到30颗。
靠着更多的卫星进行补充,中国的北斗系统在精度上也达到了和GPS同一水平。
并且因为有更多的卫星,所以北斗系统的稳定性也更高,比较能适应一些极端情况。
(北斗系统模型)
北斗的信号源问题其实说到北斗在军事上的能力,有一件事就不得不提,那就是北斗曾经的双向信号通道,也就是有源定位。
美国GPS系统在建成后,采用的是无源定位。即定位系统卫星单方面发送信号,然后地面上被动接收。
这样做的好处,是敌人只能找到发出信号的信号源,也就是只能找到卫星的位置,无法找到地面上使用定位系统的军队的位置。
但是当初北斗在二期工程的时候,采用的是有源定位,是地面上主动接收信号。
这一情况的坏处显而易见,敌人可以轻易找到地面上的信号源,从而找到使用定位系统的解放军。
造成这一情况的原因,是当时北斗系统只有2~3颗实验星。
卫星数量少,能承载的能力就少,也就只能使用有源定位。
(北斗系统模型)
而当时北斗在只有2~3颗实验星的情况下紧急开通服务,原因是要和欧洲的伽利略系统抢占导航频段,而这又是另外一个故事了。
总之,之后随着北斗系统的卫星数量逐渐补齐,在轨卫星数量达到55颗之多后,北斗系统使用有源定位的问题也随之消失,从而在军事上“完美无缺”。
中欧抢占导航频段至于中欧抢占导航频段的故事,则要追溯到中国加入伽利略系统的研发这件事。
当初中国出资2亿欧元,希望加入到欧洲伽利略导航系统研发中,以积累经验和技术。
但是欧洲方面只拿钱不办事,拿钱之后直接将中国排挤到边缘,不让中国参与核心研发项目中。
(欧洲伽利略系统标志)
这一情况使得中国下定决心要研发自己的全球导航系统,也就有了后来的北斗。
而导航系统要想使用,需要好的导航频段。
如果使用的导航频段不好,不仅会出现精度不达标的问题,还会和别的信号频段互相干扰。
根据国际电信联盟的规定,全球可用的导航系统频段只有5段,而在中国北斗和欧洲伽利略建成之前,俄罗斯和美国已经用掉4个了。
也就是说,中国需要和欧洲抢剩下这最有一个比较好的导航频段。
我们上边提到的,中国在北斗只有2~3颗实验卫星的情况下就紧急开通服务,使得该导航系统采用有源定位,其原因就是如此。
(北斗系统模型)
最后的结果也是非常惊险,中国抢在自己申报的使用导航频段的最后期限几个小时之前,成功开通北斗导航系统的服务,从而占住了这最后一个比较好的导航频段。
如果当时中国开通服务的时间再晚几个小时,北斗的精度等各方面,都要差美国GPS一截了。
不是一个等级