马名生

2010年12月12日，18名来自上海的大学生游客在安徽黄山风景区迷路，经过十几个小时的紧张搜救，13日上午，18名大学生成功获救，而一名24岁的民警在搜救过程中不幸牺牲；2011年9月30日，一个14人户外登山团队违规进入四川四姑娘山景区海子沟，连续12天都无法和外界取得联系，当地组织数批搜救队进山搜寻。“失踪”14天之后，这批驴友才走出信号盲区……

随着中国北斗卫星导航系统的运行，这种悲剧和惊险将不复出现。现如今，卫星导航系统已成为人们生活密不可分的重要空间信息基础设施。我国一直在努力探索和发展拥有自主知识产权的卫星导航系统。早在1983年，我国著名的科学家陈芳允院士就提出了利用地球同步卫星建立我国自主卫星导航系统的设想。2000年，我国两颗北斗导航试验卫星先后发射成功，进入预定轨道，标志着我国北斗导航试验系统的建成。到2012年底，已有16颗北斗导航卫星成功发射。北斗系统已具备覆盖亚太地区的定位、导航和授时以及短报文通信服务能力，使我国成为了继美国全球定位系统GPS和俄罗斯GLONASS之后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。目前，我国正在实施北斗卫星导航系统建设。根据系统建设总体规划，到2020年左右，建成覆盖全球的北斗卫星导航系统。

图1 北斗卫星导航系统示意图

北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成，空间段包括5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星，地面段包括主控站、注入站和监测站等若干个地面站，用户段包括北斗用户终端以及与其他卫星导航系统兼容的终端。北斗卫星导航定位系统的基本工作原理是“双星定位”：以2颗在轨卫星的已知坐标为圆心，各以测定的卫星至用户终端的距离为半径，形成2个球面，用户终端将位于这2个球面交线的圆弧上。地面中心站配有电子高程地图，提供一个以地心为球心、以球心至地球表面高度为半径的非均匀球面。用数学方法求解圆弧与地球表面的交点即可获得用户的位置。

图2 北斗卫星导航系统工作原理示意图

简单来说，如果手持北斗导航终端，不仅可以知道自己的位置，还能通过导航卫星，将自己的位置信息以短信形式发送给救援者。例如，如果有人在野外迷路，又无法用手机、对讲机与外界联系，就可以用北斗导航终端测出自己的位置，向卫星发送短信，卫星再将短信传给救援者，这是GPS导航仪无法完成的工作。在前不久发生的雅安地震中，基础设施和通讯设施全部被破坏，地震灾区的部分地段成为“孤岛”。中国卫星导航应用管理中心专门为救援部队紧急配备了北斗卫星导航试验终端机。利用北斗的定位和短报文功能，救援部队实现了各点位之间、点位与指挥部之间的信息联络。在2008年汶川抗震救灾，南方冰冻灾害、2010年玉树抗震救灾、舟曲泥石流救灾中，北斗卫星导航系统同样大显身手。在车载导航的方面，北斗系统设计的测速服务精度可达到0.2m/s，这一本领，使得北斗系统能在汽车超速前发出警报，避免罚款和事故的发生。另一方面，通过北斗系统支持的车载导航系统，司机还能查询最近的停车位，找到正在打折促销的商场等，享受到各项增值信息服务。北斗系统还可以解决客运班车、旅游包车和长途危险品运输车在运输过程中的监管和服务问题，有效地提高监管效率，减少道路交通事故，大大提高出行安全。此外，中国气象局也正在组织开展基于北斗系统的大气、海洋和空间监测运行应用，对推动提高我国空间气象监测预警能力、降低灾害危害程度都带来了巨大的作用。

可以毫不夸张的说，北斗卫星导航系统是继两弹一星，载人航天后中国最为重要的一项具有战略意义的创新。在移动互联网高速发展的今天，北斗导航系统的意义将显得更为重要。