公交学者称日本准天顶卫星可升级爲独立导航系统

学者称日本准天顶卫星可升级为独立导航系统年09月17日 09:35中国青年报资料图：日本发射“引路”号准天顶卫星

9月11日，日本在种子岛宇宙中心使用H-2A火箭发射了首颗“准天顶”定位卫星“引路号”，这是日本首次发射本国自主研发的导航定位卫星。按照计划，“引路号”试运行后如果不出现技术问题，日本将陆续发射另外两颗“准天顶”定位卫星。

日本的“准天顶”卫星计划由来已久。2000年6月，日本宇宙开发委员会提交了一份题为《改进日本航天开发体制，扩展航天利用新领域》的报告，决定执行空间基础设施(I—SPACE)计划。“准天顶”卫星系统正是“I—SPACE”计划要重点开发的三个系统之一。其目的是开发日本下一代自主导航定位系统，同时试验高速移动通信卫星。

“准天顶”卫星系统是一个兼具导航定位、移动通信和广播功能的卫星系统，旨在为在日本上空运行的美国GPS卫星提供“辅助增强”功能，提高导航定位信号接收的质量和精度。目前的计划是将民用信号的精度从十米级别提升一个数量级，控制在一米以内，而这种精度已经非常接近美国军用GPS信号的精度了。

“准天顶”卫星系统将为日本带来四大好处

众所周知，由于美国对全球卫星导航系统(GPS)有所保留的缘故，GPS的民用信号一直不如军用信号，虽然一般情况下，配合GPS导航地图仍然能够正常使用，但在某些极端条件下仍然会出现定位偏移的现象。日本的“准天顶”导航卫星，就是想以“打补丁”的方式，通过增加日本上空的卫星密度，来解决民用GPS导航信号的精度问题。其好处显而易见：

第一，新的系统将有助于实现更加精确的全球定位。“准天顶”卫星定位功能可分为GPS的补充和加强两种情况。所谓“补充”就是单纯地增加GPS卫星数量，提供与GPS一样的无偿服务。而“加强”部分则是通过修正GPS信息提高精度，这样可以提供精度高于普通GPS有偿定位服务的功能。

第二，因为“准天顶”卫星和地球同步轨道卫星在不同的轨道上运行，所以即使使用相同的频率带也不至于相互干扰，可以提高频率带的利用率。

第三，在日本，现在广泛使用于通信的地球同步轨道卫星与地面的仰角不超过48度，其发出的信号由于受地面高层建筑物的遮挡，实际只能覆盖城市面积的30%，而“准天顶”卫星的仰角在60度以上，覆盖率可达100%。此外，原有的卫星系统所采用的无线通信技术数字化程度和图像处理能力偏低，新的系统将弥补这一缺陷。

第四，用“准天顶”卫星可以观测到同步轨道卫星观测不到的南北极地区，为科学研究提供更多的宝贵资料。

谋求自主研发能力，提升导航安全性

日本是美国的盟国，而美国的GPS又向包括日本在内的世界各国免费开放。那么，日本为何仍要研发自己的卫星定位系统呢？

其中一个非常重要的原因就是，日本认为，美国的GPS已经渗透到日本国民生活的方方面面，这显然是非常不安全的。为了防止不测事件的发生，日本认为必须建立与GPS兼容的并逐步过渡到能够独立测位的卫星导航系统。目前日本的“准天顶”系统还必须依赖GPS才能完成用户定位，但按照计划，未来完全有可能将其升级为独立的卫星导航系统。

在全球范围内，GPS除了在军事领域得到广泛应用外，在民用领域的发展也是如火如荼。以车辆导航技术为例，它在美国、日本和欧洲各国得到广泛使用，日本的车辆导航技术更是处于世界领先地位，这与日本国家的地理特点和历史发展是密不可分的。与美欧国家相比，日本国土面积小、人口密度大，同时城市历史较长，现代城市大多是从古城市的基础上发展起来的，城市路稠密，布局不甚合理，但改造费用又高，从而导致其交通状况复杂。日本从1992年就开始大规模应用GPS导航系统，目前每年的销售量保持在几百万套，而且超过80%的新车出厂时就已安装了车辆导航系统。

随着美国全球定位系统在世界上的广泛应用，GPS已经成为全球范围内的一项重要信息源，相关产品和服务市场得到迅速扩大，已经发展成为一个重要的产业。同时，卫星导航定位技术具有重要的军事价值，对于一个国家的国防和军事安全具有重要意义。有着先进航天技术的日本决不甘心落于人后，它既不愿失去市场，也不愿意在国防能力上完全依附于别人，因此开发自己独立的卫星导航定位系统就成为政府的一个目标，发展具有区域导航定位功能的“准天顶”卫星系统也就成为必然。

日本不会满足于“准天顶”系统做一个依附于GPS的角色

作为国家综合实力的象征，全球卫星导航系统已经越来越成为杨宏超从北海赶到防城港一个名为海滨城的楼盘售楼处大国的名片——目前美国的GPS和俄罗斯的GLONASS系统已经建成并应用，正在建设的系统包括中国的北斗系统、欧洲的伽利略系统。现在随着“引路号”的发射，这个领域又多了一个新面孔——日本的“准天顶”系统。那么，它的竞争实力又有多大呢？

从目前看来，“准天顶”系统的局限性是很明显的，它只是一个区域定位系统。即使在2015年完成一期计划的全部3颗卫星的发射任务后，也主要是满足提高日本及其周边的GPS定位的功能。在这一阶段，它只是作为GPS的一个辅助和增强系统，在2015年之前并不具备真正的、独立的全球竞争力。但这只是日本构筑整个卫星导航系统计划中的第一步。从长远看，随着体系内卫星数量和密度的不断增加，从技术上完全有可能将其升级为独立的卫星导航系统，从而提供完整的卫星导航辅助功能，而这个时间可能在2020年~2025年之间。

2008年11月11日~14日，由日本航海学会、全球卫星导航系统研究会、日本航空宇宙研究会和东京海洋大学联合主办的“2008年GPS/GNSS(全球卫星导航系统)国际会议”在东京召开。来自30多个国家的400多位代表参加了此次会议，发表了200多篇精彩文章。日本官房长官河村建夫在会议特别演讲中称，卫星定位系统作为国家的基接下来按照常规流程础设施，已经受到日本政府的高度重视。如果把日本现在开发中的“准天顶”卫星导航系统的卫星数量从3颗追加到6颗，再加上1颗静止卫星就能构成日本自主的区域卫星导航系统。可见，“准天顶”系统是一个分步建设、逐步滚动、不断壮大的系统，日本不会满足仅仅将“准天顶”作为一个依附于GPS的“二流”角色，它必将从幕后走上台前。(李莉 作者单位：国防大学)