一駕指南車和一駕記裏鼓車的模型,如今靜靜地安放在位於奧地利維也納的聯合國國際中心展覽區。整整一年前,這兩架車模,由中國衛星導航系統管理辦公室副主任馬加慶交給聯合國外空司司長蒙麗塔•迪皮蓬女士。
當時,中國古代導航展在維也納聯合國國際中心舉辦。從磁石司南,到使用牽星板觀察北辰星、織女星、布司星、水平星、北斗星等,來測算方位進行航海,中國古代導航技術呈現在觀衆面前。有力地證明了古代中國人爲人類生活和探索未知世界做出了杰出貢獻。
這一展覽的第四第五部分分別爲「交流——『一帶一路』、民心相通」和「北斗——服務全球、造福人類」,主要講述的是當下中國北斗系統建設發展成果和國際合作進展,宣示了我國積極倡導建立時空基準領域人類命運共同體的態度和决心,讓「中國的北斗、世界的北斗、一流的北斗」的發展理念更加深入人心。
中國北斗立項以來,一直秉承自主、開放、兼容、漸進的原則,走國際合作之路。中俄、中美、中歐合作,是一種與其他衛星導航系統的協調合作。而作爲全球衛星導航系統核心供應商的北斗,也在廣泛參與衛星導航國際事務,積極參加和支持聯合國全球衛星導航系統國際委員會有關工作。2014年11月,北斗系統成爲繼美國GPS、俄羅斯格洛納斯系統之後第三個被國際海事組織認可的全球衛星導航系統,標志著北斗系統正式取得海事應用國際合法地位。此後,北斗踏上多邊舞臺,國際貢獻越來越大。
隨著北斗系統的建設與發展,近年來在多邊舞臺上的參與範圍不斷擴大,參與力度不斷加大,越來越多的平臺上出現了北斗身影。
如今,北斗的國際標準進展也已有所突破。可以說,北斗的未來會更美好,國際合作之路也必將繼續走下去。
四大系統如何合作
毫無疑問,中國之所以要搞北斗衛星導航系統,有一大著眼點是爲了國家安全。爲此才想著自主建設、獨立運行這套導航系統。
在北斗系統上馬之前,美國的衛星導航系統早已上馬。早在1958年,美軍就開始立項衛星導航系統。到1964年,這套系統已經投入使用。而1958年的中國,正在研發第一支探空火箭。也就是說,以當時新中國成立不久的綜合國力來看,中國當時暫時還沒有能力將火箭送入太空,更遑論發射衛星,甚至搞導航系統。當美軍的這套導航系統投入使用達6年以後,中國第一顆人造衛星「東方紅一號」才升入太空。這已經很不容易了——中國成爲繼美、蘇、法、日四國之後,第五個將人造衛星送入太空的國度,比英國還快了一年。
時光進入20世紀70年代,美國陸海空三軍聯合研製了新一代衛星定位系統GPS。直到1994年,這一系統終於完成98%的全球覆蓋。自那時起,中國開始使用美國的GPS系統的民用版本。與此同時,中國也開始發展自己的導航衛星。
中科院院士、現爲北斗衛星導航系統高級顧問的孫家棟,自20世紀50年代從蘇聯茹科夫斯基工程學院飛機發動機專業畢業後,就回國——先搞導彈,1967年開始參與中國第一顆人造地球衛星工程,到90年代開始擔綱北斗導航工程、風雲二號氣象衛星工程,本世紀以來又曾擔任探月工程總設計師。按照孫家棟的說法,之所以能在20世紀90年代開始搞北斗系統,是因爲當時中國的衛星品種已經比較齊全了,而且通過一段時間的摸索,技術也跟上去了。這種情况下,國家才非常慎重地開始發展北斗導航衛星。然而,直到十多年以後的2014年5月,孫家棟在南京參加第五届中國衛星導航學術年會時,仍遇到貌似比較尷尬的提問——「我們開的是北斗導航衛星的大會,用的却是美國GPS全球定位系統。爲什麽?」孫家棟對此回答:「這幷不丟人。就運用水平而言,我們相比GPS總體上還有一定距離。然而,要看到我們起步比他們晚了二三十年。我們目前北斗的精度,與當年的GPS一期是可以媲美的。」即便是北斗系統尚未成熟、國人還在應用GPS爲主的2014年,孫家棟已經在提——如果用當時成功發射的16顆北斗組網衛星,與美國GPS、俄羅斯格洛納斯系統、歐盟伽利略系統合作,則可以發揮各自特點,爲人類生活帶來變化。譬如實現北斗與GPS、格洛納斯等的兼容,這樣能够使得民用用戶在北斗和GPS、格洛納斯之間自由切換。不再是單一的只能用某種導航系統。
2015年5月8日,中俄雙方在莫斯科簽署了《中國北斗和俄羅斯格洛納斯系統兼容與互操作聯合聲明》。該聯合聲明是北斗系統與全球其他衛星導航系統簽署的首個系統間兼容與互操作政府文件,是北斗系統國際化發展的重要標志。
2017年12月,中美簽署《北斗與GPS信號兼容與互操作聯合聲明》,根據聲明,兩大衛星導航系統在國際電聯框架下實現射頻兼容,實現民用信號互操作,幷將持續開展兼容與互操作合作。
中科院國家授時中心副主任盧曉春女士介紹稱,根據衛星導航系統的工作原理,接收機需要同時「看到」至少4顆導航衛星,才能實現定位。如果使用單一導航系統,可能在某一區域上空衛星數量有限,冗餘不足,一旦接收機與某顆衛星斷開聯繫,會影響定位服務的持續性。而北斗與GPS實現互操作以後,用戶用一台接收機能同時接收兩個系統的衛星信號,GPS衛星數量不够時,還有北斗衛星,反之亦然。這樣,定位的穩定性和精度會更高。
在孫家棟看來,如今比起6年前來,天上的導航衛星又增添了不少,少算算也有120顆以上。其中,中國發射的北斗衛星成爲近幾年的主要增長點。「比如在一個地區,天上有10多顆各系統衛星,可以數據共享、相互融合的話,精確度會高到連報紙上的字都能看得非常清楚。」
在盧曉春看來,兼容還有一個現實考量——在衛星導航系統發展初期,GPS一家獨大,占據了大部分頻段。格洛納斯也占用了一部分。北斗起步較晚,所剩頻率資源極爲有限,需要按照國際電聯的規則,跟先到者協商。2015年年底,我國與美國達成一致,在GPS發送信號的頻段內,北斗可以在不構成影響的前提下共用頻率資源。
《新民周刊》記者瞭解到,早在2012年,北斗國際合作研究中心就開始謀劃,開展國際合作戰略研究、政策研究和國際市場開拓研究等。如今,當北斗即將完成全球組網之際,國際合作之路走得還算順利。可見,當年的悉心布局,是收到效果的。
多邊合作提升北斗價值
盧曉春透露,隨著北斗系統的建設與發展,近年來在多邊舞臺上的參與範圍不斷擴大,參與力度不斷加大,越來越多的平臺上出現了北斗身影。
要想讓中國的北斗真正成爲世界的北斗,參與標準制定是必由之路。唯如此,未來的世界才能更理解中國人「海內存知己,天涯若比鄰」的理念。
北斗的具體應用方面——2018年9月,中俄在北京協商兩國衛星導航合作政府間協議文本的時候,具體討論了合作建站、監測評估服務平臺、跨境運輸應用等9個標志性合作項目。值得注意的是,當時審議通過了北斗、格洛納斯精准農業合作示範項目。這一中俄之間的合作,可以看作是北斗系統民用領域的一個標志性案例。
中國科學院院士、北斗衛星導航工程副總設計師楊元喜在2019年5月於北京舉行的第十届中國衛星導航年會上發言指出:「智慧農業加導航、定位、授時體系,能提升農業的智慧化水平。」他舉例——在江蘇興化國家糧食生産功能示範區,多種無人農機借助北斗衛星導航系統實現了無人作業。在寧夏吳忠利通區塔灣村,普通農機裝上北斗導航系統後,可用於植樹、小麥套種、蔬菜移栽,有效地節省了人工、提高了生産效率。在浙江衢州,農戶在駕駛室的觸摸板上把作業寬度、行間距等設置好以後,拖拉機就會自動直綫行進種植,千米行駛誤差不超過3厘米。
北京合衆思壯科技股份有限公司副總經理吳林同時表示,伴隨北斗三號的發射、使用,可以推動中國的農機智能裝備走向世界。也就是說,在江蘇興化、寧夏吳忠、浙江衢州等地可以實現的智慧農業,不僅在國內各地可以實現,還可以跨出國門。譬如在中俄北斗、格洛納斯精准農業合作示範項目中,合衆思壯與俄羅斯合作夥伴就共同承擔了具體項目。不僅如此,合衆思壯的慧農解决方案,在2018年7月和2019年3月分別於日本、突尼斯等地成功安裝演示。未來,還將與更多國家進行合作。
去年,中國和阿拉伯國家聯盟共同測試的結果顯示,目前,在阿拉伯國家上空平均可見北斗衛星數達到8顆以上,定位精度優於10米,可用性95%以上,可爲阿拉伯國家和地區提供優質的衛星導航服務。加之自2012年起,中國衛星導航系統管理辦公室國際交流培訓中心已在國內外舉辦了18期衛星導航技術與應用短期培訓班,累計培訓了來自全球40餘個國家的學員800余人次;組織專家赴突尼斯、埃及、蘇丹、摩洛哥、阿爾及利亞等阿拉伯國家開展了多輪次北斗衛星導航技術及應用培訓。如此,爲多邊國際合作打下了良好的基礎。
自2018年12月27日北斗系統開始提供全球服務以來,已同包括「一帶一路」國家和地區在內不少國家和地區展開合作。同東盟、阿盟共同推動建設增强系統和監測評估網絡,大幅提升北斗系統在「一帶一路」國家和地區的服務性能。爲中俄跨境運輸、巴基斯坦國家位置網、機場授時,緬甸大湄公河監管、精准農業,老撾精准農業,印度尼西亞土地確權,馬爾代夫海上打樁,柬埔寨無人機,泰國倉儲物流,烏干達國土測繪等領域,提供成功的應用解决方案。
參與標準與政策制定
國際海事組織倫敦總部於2014年5月召開的海上安全委員會第93次會議上,批准了中國制定提交的「船載北斗系統接收機設備性能標準」。這是國際組織批准通過的第一個北斗衛星導航系統在相關領域應用的國際標準。
盧曉春回憶,也正是2014年,中國開始關注星基增强系統互操作工作組(SBAS IWG)會議的情况。該工作組是美國聯邦航空局和歐空局於20世紀末發起成立的,其目的在於確保全球參與者共同執行國際民航組織(ICAO)與星基增强系統(SBAS)有關標準,同時共同理解建議措施,這些標準和建議措施爲全球星基增强系統的實施提供總體標準及指導。
2015年4月,中國北斗代表團首次以SBAS服務供應商的身份,參加了在荷蘭舉辦的第28届SBAS IWG會議,參與了有關協議標準草案討論修訂工作,成功將北斗作爲四大核心系統寫入標準草案。在2017年10月結束的國際民航組織導航系統專家組(NSP)第四次全會上,通過中方代表團的積極爭取,協作配合,北斗星基增强系統(BDSBAS)的系統供應商標識號和系統標準時間標識號提案獲得通過,正式將北斗納入SBAS網絡時間標準體系。
在國際移動通信領域,第三代合作夥伴計劃(3GPP)是最具影響力的國際標準化組織之一。目前,中國衛星導航系統管理辦公室聯合工信部,依托中國信通院等機構,已在3GPP上完成了北斗B1I信號26項國際標準的制定。2018年9月,3GPP無綫接入網絡工作組全會通過了北斗三號系統提案,將北斗三號系統新信號列入了標準制定計劃。
盧曉春說:「國際合作多邊平臺是開展國際協調,爲系統爭取國際資源,維護系統利益的核心平臺,是系統發布信息、收集全球用戶需求反饋和開展國際技術交流合作的重要平臺,同時是拓展海外市場,參與制定國際標準,加强海外布局的重要平臺。參與多邊平臺工作的逐步加深,使得北斗的國際地位和影響力逐步提高,北斗聲音、北斗力量已成爲多邊平臺上不可忽視的重要力量。」
要想讓中國的北斗真正成爲世界的北斗,參與標準制定是必由之路。唯如此,未來的世界才能更理解中國人「海內存知己,天涯若比鄰」的理念。 正如中國常駐維也納聯合國和其他國際組織代表、特命全權大使王群在中國古代導航展致辭時所說,中國古人發明的指南針幫助中國融入世界,使世界更好地互聯互通。如今,中國的北斗衛星導航系統正在成爲太空中的「指南針」,促進世界互聯互通更加便捷緊密。無論過去、現在還是未來,無論衛星導航還是其他領域,中國將始終秉持和平合作、開放包容的精神,加强與各國的互學互鑒、互利共贏,爲構建全球互聯互通夥伴關係、實現共同發展繁榮,貢獻更多中國智慧和中國方案。
(姜浩峰/文)