全球導航衛星系統帶了個頭，結果許多全球系統蜂擁而上，特別是低地球軌道衛星系統，如全球衛星通信系統、衛星遙感系統、天地一體化融合系統，似乎全球系統可以一蹴而就，實際上都是站著說話不腰疼，世界上哪有容易的事情。就是GPS系統和我們的北斗導航系統，都是經過二十多年的時間，數百億元的投入，數以萬計人員的努力，才真正實現系統的全球服務，系統建設完成后，又要長期維護保持每周7天，每天24小時的運營，這是個巨大的系統工程。衛星導航系統實質上是除了空間衛星段、地面運控段、應用服務段三大組成部分外，還有個空間環境段，后者實際上是個龐大的組成部分，它牽涉到無線信號傳播的多種多樣的復雜的環境，其中包括日地空間傳輸環境、地形地貌地物環境、自然人為電磁及其干擾環境，以及網絡和數據時空與虛擬欺騙環境，各種各樣的誤差和不確定性大多數來自于環境段，許許多多情況下又是難于預測預報的。對于衛星導航和無線電導航而言，至今，環境段仍然是個重大的世界性難題，也是需要化大力氣加以應對的重大課題，以確保服務的完好性。

經過差不多50年的努力，人們才剛剛真正享受到衛星導航系統帶來的好處，而且越來越成為人們生產、生活、工作與學習離不開的一種不可或缺新基建設施，這得益于衛星導航該項高新技術獨特的優勢，因為它充分利用了無線電導航的信號廣播方式，實現定位導航授時服務，而且是高精度的時空信息一體化提供模式，可以用數十顆衛星實現全球實時動態不間斷的服務，實現免收終端用戶費，實現用戶無限和應用服務無限，其用戶應用服務的邊際成本幾乎趨向于為零，從技術和產業發展的底層就為大眾化時空信息應用服務奠定了無法撼動的基礎，這就是衛星導航，這就是其他技術望塵莫及的不可模仿性關鍵所在。這是什么衛星通信和衛星遙感等都是無法與之比擬的。可以說這是一種空前絕后的創新，可以說是一個無法復制和難于依葫蘆畫瓢地拷貝的奇跡，這是理由之一。

何以解憂？唯有需求！衛星導航系統全球化的需求，首先來自于美國軍方，為了進行潛艇的水下發射，需要全球定位的功能需求，在第一代衛星導航系統“子午儀”的基礎上，在1973年底的一個勞動節的晚上，在五角大樓的一個叫做“孤獨大廳”的會議室中提出了全球定位系統（GPS）的概念，于是推進了這一系統的設計建設，但是24顆全球星座的宏大工程，需要耗資百億美元，一直在美國國會中有兩派意見，一派支持建設，一派反對建設，所以GPS在開頭建設階段，真正是命蹇時怪，歷盡坎坷，一度將星座設計從三軌道面的24顆衛星，縮減為六軌道面的18顆衛星，現在的其他GNSS系統都是優選的三個中地球軌道面，而只有GPS是六個軌道面，顯然這是當年留下的痛。但是上世紀九十年代初的海灣戰爭讓GPS的命運發生了根本性的變化，當時，天上的GPS衛星只有八顆，而且還有一顆帶病工作，于是美國臨時增發了一顆衛星，又適當地調正了個把衛星的位置，以保障能有更多的衛星工作在中東地區，讓缺少參考目標的沙漠地區充分利用衛星導航于服務車輛、飛機、單兵與遠程打擊彈藥，取得了良好的戰果。從而在戰后，GPS支持派大力宣揚，海灣戰爭的勝利是GPS的勝利，這樣GPS打了一個翻身仗，從此以后一路綠燈，GPS終于在1993年宣布實現初始服務，至1995年實現完全服務。鑒于一架韓國的民航機誤入蘇聯領空，被打下了，造成200余人喪生，所以1995年美國總統里根宣布GPS投入軍民兩用模式，并且實施不收終端用戶費的承諾。1996年美國開始推進GPS現代化，在2000年5月1日晚上12點鐘起，取消人工惡化定位精度的可用性選擇（SA）政策，把衛星導航的精度真正實現有效釋放。從衛星導航系統，特別是GPS的發展過程中，我們看到真正的需求牽引，看看現在的低地球軌道（LEO）全球星座，一旦策劃動輒就是幾千顆，甚至幾萬顆，需要那么多嗎？在海上、在荒郊野外、在無人區又有多少人會用這樣的系統，能夠有那么多投入能力和維護能力，能夠賺錢養活系統嗎？需求，真正的需求，才是所有大系統大工程的根本所在。衛星導航系統才有這樣的底蘊和資本，其他系統只能夠東施效顰而已。這是衛星導航奇跡無法簡單拷貝的理由之二。

還有一個衛星導航奇跡無法簡單拷貝的理由之三，這就是衛星導航系統及其應用服務技術與產業發展與時俱進、日久彌新的特征，而且成為低碳綠色的樣板，成為具有強大群眾基礎的百年老店式的高科技產業，成為人類共有共建共享共贏的財富和產業平臺。當前，四大全球衛星導航系統，都在運營推廣應用服務的同時，均在考慮下一步的發展，GPS和GLONASS都在積極推動其現代化的進程，而且時間都安排到2030年后，北斗系統和伽利略系統，都在考慮新一代系統，中國的綜合時空體系和伽利略二代，均把衛星導航系統的升級換代作為主要任務，看來中地球軌道（MEO）的GNSS系統，在未來相當長一段時間內，仍然是PNT服務的強大支柱，這個地位在今后十至二十年內，可能不會被撼動。但是，作為單項技術的本身，顯然GNSS存在其不足，特別是在室內，在有物理遮擋和嚴酷的電磁環境下，需要低地球軌道（LEO）和其他的無線電與非無線電的PNT技術手段，加以補充、備份、互補，甚至替代，這是融合發展與優勢互補的需要，這是歷史的必然。值得指出的是，由于衛星導航技術與產業的長期發展，人們已經在深層次地挖掘開拓衛星導航相關的方方面面，例如，利用雙頻技術消除電離層影響的同時，又研究了電離層全球和局部的變化，形成與地球物理密切相關的空間氣候學，同理利用衛星導航研究對流層，形成了新興的GNSS氣象學，成為新型的一種手段，直接應用于現代的天氣預測預報。衛星導航的引領性，直接打開了無線電導航的廣闊天地，利用多種多樣的機會信號實現PNT應用服務，這是一種獨特的創造性思維，有著極其出色的發展前景，還有原先的反射信號和多徑效應，乃至信號盲區，都可以被拿來開發應用。這是“廢物利用”的高原立峰，實在是無限風光在險峰，令人拍手叫絕，嘆為觀止。時空信息，時空數據，與時空價值，在衛星導航領域發揮得淋漓盡致，是衛星導航真正讓時空科技擺脫了科學殿堂束縛，擺脫了所謂的“基準參照體系”的框框，走向了尋常百姓家，走向了人民大眾，真正成為一種文化，這種文化就是“為人民服務”，讓人手一機的智能手機，成為時空信息消費工具的同時，又成為時空信息的生產工具，人人是消費者，人人是生產者，“人人服務，服務人人”成為社會風尚，成為一種生活方式，這是典型的新時空，新時尚，新文化，新文明。在這里，科技與文化的融合發展，呼之欲出，顯而易見。讓我們舉起雙手，歡迎這一新時代的到來。

本文轉自斗室智庫

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