2023年5月17日,中科集團在西昌衛星發射中心使用長征三號乙運載火箭,成功發射第56顆北斗導航衛星。這遍布天空的北斗56星,有可能取代GPS,成為下一個衛星定位系統霸主嗎?為何美國已深感憂心?
1991年,波斯灣戰爭爆發,美軍使用自家GPS系統,對伊拉克展開精準打擊,科技主導現代戰爭的序幕被拉開,也讓中國意識到,開發自家的衛星定位系統迫在眉睫。
於是,1994年,中國開始投入衛星定位系統研發,2000年,北斗一號上線,主要負責中國大陸地區的衛星定位;2012年,北斗二號運行,提供亞太地區定位服務;2020年,北斗三號啟用,全球都納入北斗的眼界,正式完成北斗三步驟。
現在,北斗系統是全球四大衛星導航系統供應商,除了北斗外,另外三家分別是美國的全球定位系統(GPS)、俄羅斯的格洛納斯衛星導航系統(GLONASS),以及歐盟的伽利略衛星導航系統(GALILEO)。
從智慧手錶到洲際彈道飛彈 北斗「無役不與」
運行20餘年的北斗,可說已融入中國大陸各個生活領域。
以中國大陸發展成熟的高鐵系統為例,高鐵網路四通八達,某些線路經過地形複雜,高鐵車速又快,因此需要大範圍、高精確的監控網,對鐵路狀況,甚至是鐵軌的變形與位移進行監測,以保證行駛安全與平穩。
此外,中國大陸西半部許多地方人煙罕至、地面通訊不良,邊防巡邏與救援不好施展,北斗的即時定位就扮演關鍵角色。
據中國大陸官方去年11月公布的《新時代的中國北斗》白皮書,截至2021年底,有超過780萬道路營運車輛安裝北斗系統、8000台北斗終端機在鐵路領域運用,還有超過10萬台農業機具使用北斗系統。
另外,2021年智慧型手機的出貨量中,支持北斗系統的約達3.24億部,占中國大陸智慧型手機總出貨量的94.5%。
總體來說,有北斗功能的終端產品超過10台,服務產業總產值高達4700億人民幣。
當初,開發北斗很大程度是軍事用途,北斗的上線,讓解放軍很大程度可脫離對GPS的依賴,確保存取安全性。如果解放軍仍使用GPS系統作定位,難保衝突時期受到掣肘。
尤其隨著解放軍打擊能力、行動範圍逐漸超出印太,甚至遠至其他州、其他大洋,北斗三號定位擴及全球,對中國大陸而言,更具戰略價值與意義。
無論是射程萬餘公里的東風41洲際彈道飛彈,或是索馬利亞海域的護航任務,又小至解放軍單兵攜帶具追蹤功能的智慧型手錶,都需要北斗為其定位,對解放軍的重要性可見一斑。
北斗獨絕:「雙向通訊」功能
雖然北斗似乎是GPS的備胎,但它另有一獨門絕活,是其他三大衛星定位系統沒有的,也為中國大陸引以為傲:雙向通訊。
一般的衛星定位系統採用無源定位方式,也就是由衛星向使用者發射訊號來定位,而北斗則多了有源定位功能,終端使用者可向衛星發射訊號報告位置。
此外,雙向通訊時,北斗也能支援約40個中文字的報文服務。因此如遇難時,裝備北斗終端機的使用者,可在缺乏訊號下定位自己的位置,並用文字向外界發布訊息。
今年3月,華為在春季旗艦新品發表會推出新款手機P60,號稱「捅破天」技術再升級,就是該款手機支援北斗衛星雙向通訊,是全球首款支援雙向北斗衛星通訊的智慧手機。
華為表示,透過雙向通訊,能實現求助方與施救方雙向聯絡,例如地震後基地台被破壞,或是在荒野海洋上,沒有訊號覆蓋的無人區遇難,有源定位功能就能實現求助方與施救方雙向聯絡,增加獲救機會。
北斗能彎道超車GPS嗎?
不過,大家更好奇的應該是:北斗能打敗GPS嗎?北斗跟GPS相比,誰更厲害?
作為衛星導航系統,最直接比較的基準點是精準度。據中國大陸官方說法,北斗提供的服務定位精度是五公尺,而部分地區已達二至三公尺。至於民用版本的GPS,定位大約在五至十公尺間。
北斗乍看略勝一籌,然而,兩者導航系統使用不同座標系,GPS為WGS-84座標系,北斗則是CGCS2000座標系,數值無法直接比較,進行座標轉換則會導致精度缺失。
民用版本的精準度是一回事,但軍用版本又是另一個層次,GPS與北斗軍用版本的定位精度如何,外界無從得知,而這可能才是誰能成為衛星定位系統之王的決勝關鍵。
雖然不清楚GPS、北斗哪支眼睛看得更精準,但可以預期,北斗的眼睛將愈睜愈大、愈看愈廣。
據中國大陸衛星導航系統辦公室的消息,2022年11月,北斗衛星在民用導航的每日平均使用量超過2100億次。
而中國大陸手機使用者中,以北斗為導航系統的使用者最多,比第二名的GPS還多30%。該辦公室稱,北斗已全面主導中國大陸境內導航應用定位。
中國大陸已逐步實現對GPS的脫鉤。而一帶一路積極經營的中東、非洲地區,也可能存在北斗的廣大市場,尤其是那些並不信任西方與美國的國家。
2018年,北斗二號開始提供一帶一路沿線的國家衛星定位服務;2017、2021年分別舉行中阿北斗合作論壇、中非北斗合作論壇,北斗的腳步已跨及中東與非洲。
中國大陸更進一步推出報告,顯示北斗可在非洲的十大應用場景,包括道路車輛管理、鐵路、精準農業、國際搜救、國土測繪、數字施工、智慧礦區、公共安全、野生動物保護、智慧城市等。
來勢洶洶的北斗,也已經引發美國擔憂。GPS專家佛雷澤(Eric Frazier)對美國NPR表示,這是北京試圖創造一個完全不受美國影響的世界的另一例子。
美國國防大學的研究也指出,北斗雖然不會對全球衛星系統技術帶來劇變,但它確實給美國造成安全與利益上的擔憂。尤其北斗意味著美國作為唯一超級大國的地位再次受到侵蝕。
美國眾議院GPS核心小組(congressional GPS Caucus)聯合主席培根 (Don Bacon) 與謝里爾(Mikie Sherrill) 批評,北斗已經危及美國的科技領先地位,而GPS衛星更換速度無法讓美國應對新出現的全球威脅。美國比過去任何時候都更需要加速對GPS的投資。
已在全球範圍跟GPS爭搶地盤,全球衛星定位系統之王的爭奪戰,也正如火如荼進行。