要讲北斗系统,得从孙家栋这个人开始。他是中国航天事业的旗帜性人物,没有他,北斗系统的今天可能无法想象。孙家栋1929年4月8日出生在辽宁瓦房店,家庭条件并不富裕,童年时期也遭遇了战乱的困扰。然而,他凭借自己的努力,最终考上了哈尔滨工业大学,选择了机械制造专业。
1951年,国家看中了孙家栋的才华,派他去苏联深造。在朱可夫斯基空军工程学院,他学习了飞机引擎的设计与制造技术。1958年,他以优异的成绩从苏联毕业,并怀揣着对祖国的热爱回到了中国。那个时候新中国刚刚成立,各种基础设施和技术领域都处于匮乏状态,但他毫不犹豫地投入到了国家的国防事业中。
回国后,孙家栋最初被分配到国防部第五研究院,专注于导弹的研发工作。在1960年,随着“东风一号”导弹的成功发射,孙家栋成为了团队的骨干成员。1964年,团队再次成功研发“东风二号”,他依然是设计的重要核心人物。到了1966年,孙家栋带领团队成功进行了“东风二号”改进型的核弹试验,这标志着中国首次拥有了自己的战略核威慑能力。
1967年,著名的航天专家钱学森看中了孙家栋的才能,将他任命为“东方红一号”卫星的技术总负责人。当时,中国的航天事业刚刚起步,几乎一切都需要自己摸索,而原本帮助中国的苏联专家也已撤离。尽管条件艰苦,孙家栋带领团队在几乎没有外部支持的情况下,成功发射了“东方红一号”,使中国成为了全球第五个能够独立发射卫星的国家。
展开剩余83%此后,孙家栋继续为中国航天事业做出了杰出的贡献。1975年,他主持了“尖兵一号”返回式遥感卫星的设计与发射,成功让中国成为了全球第三个能够回收卫星的国家。1984年,作为总设计师,他再次带领团队完成了“东方红二号”通信卫星的成功发射。到了1994年,尽管年已65,孙家栋仍然接下了北斗导航系统的重任。2000年,北斗一号的第一颗卫星成功升空,标志着中国正式进入了全球卫星导航的行列。2010年,孙家栋凭借其卓越的贡献获得了国家最高科技奖,并于2019年荣获了“共和国勋章”。他的一生都在为中国的航天事业贡献力量,北斗的成就凝聚了他的智慧与努力。
2020年7月31日,北斗系统的全球组网成功,30颗卫星如星辰般在天际铺展,定位精度已达到厘米级,技术上已不亚于GPS。尽管如此,为什么在日常生活中,我们打开手机或车载导航时,仍然看到GPS的身影频繁出现呢?这并不是说北斗技术有问题,而是有多个层面的原因值得我们探讨。
首先,GPS的历史要早得多。自1973年启动以来,美国的GPS系统早在1994年就已完成全球覆盖,并且现如今有31颗卫星在轨。相对而言,北斗系统1994年才开始立项,直到2020年才完成全球布局,足足比GPS晚了26年。这段时间差,让GPS早早成为了全球导航的“老大哥”,并且成为了国际导航标准。比如在航空领域,国际民航组织(ICAO)规定的导航标准就是以GPS为核心。飞机、船只、物流等各种交通工具,都已经使用了GPS芯片。虽然北斗的技术非常强大,但它依然需要时间来逐步融入到这个国际化的标准体系中。
其次,经过多年的发展,全球的设备制造商和软件开发商已经习惯了GPS的信号。就像你习惯了某个品牌的手机,突然换一个再好也得重新适应。北斗要想崭露头角,就需要时间让用户逐渐习惯。
对于大多数人来说,使用导航时并不会在意使用的是北斗还是GPS。打开高德地图或者百度地图,只要能准确定位就行。事实上,许多手机默认使用的还是GPS信号,界面上的小图标也常常是GPS的标志。如果你问问路上的司机或者快递员,他们压根不关心信号来源,能准确定位就足够了。即使北斗信号再好,用户也很难察觉到差别,所以厂商们大多懒得去改。
更重要的是,GPS已经成为了“导航”这一概念的代名词,几十年来深入人心。要让北斗走进人们的视野,它不仅需要技术实力,还需要更多的宣传和普及。而这,显然不是短期内就能完成的任务。
全球大品牌手机,比如苹果、三星、谷歌等,早已在其设备中内置了GPS芯片。直到2020年,苹果的iPhone才开始支持北斗,并且仅限于中国市场。国际版手机仍然以GPS为主。而像华为、小米这样的国产品牌则早早支持北斗,但一旦进入国外市场,北斗的兼容性就面临一定挑战。
厂商为何不完全更换为北斗呢?关键原因是成本。GPS的供应链已经非常成熟,相关芯片的成本也相对便宜。如果要切换到北斗,厂商不仅需要重新设计硬件,还需要调整软件,这无疑增加了大量的开销。2020年,全球智能手机中支持北斗的仅占20%左右,而中国市场则超过了80%。不过,国际市场的普及还需要时间。
GPS有一个显著优势,那就是民用信号免费。美国每年花费大量资金维持24颗卫星的运行,这些信号免费向全球开放,谁不喜欢免费资源呢?相比之下,北斗的基础服务也免费,但若需要高精度定位,则需要收费。北斗的商业模式尚未完全成熟,虽然在农业、测绘等领域表现突出,但普通人日常使用导航时,免费的GPS足以满足需求。
另外,GPS在全球范围内已经布局了大量的监测站,而北斗虽然也有不少监测站,但在欧美等地区的密度还稍显不足。国际市场上,北斗与GPS竞争的态势也十分激烈,而美国显然不会坐视不理,这其中还涉及到一些国际博弈的因素。
其实,中国并没有完全依赖GPS。很多国产手机,如华为P40、小米11,都支持北斗和GPS双模定位,有些还加入了俄罗斯的GLONASS和欧盟的伽利略系统。这种做法非常聪明,选择最佳的信号来源。在城市中,由于高楼密集,北斗的卫星轨道有优势;而在国外,GPS的覆盖更加广泛。华为P50于2021年推出时,其北斗定位精度已达到1米,比GPS的4.9米更为精确。
更重要的是,安全性。1995年台海危机时,中国的导弹差点因GPS信号受到限制,这促使了北斗的研发。如今,北斗在军事领域的自主性已成为中国的一大优势,而在民用领域,双模定位既稳定又灵活。北斗的进步,并非因为技术不行,而是因为策略上的考量。
自北斗完成全球组网以来,发展速度并不慢。2024年,中国卫星导航系统管理办公室发布了《北斗2035发展规划》,计划在2027年发射三颗试验卫星,预计到2029年部署新一代北斗系统,2035年实现全面升级。新系统将加装低轨定位技术,进一步提升精度。2023年12月26日,北斗第57和58颗卫星成功发射,系统的稳定性和可靠性再度提升。
在国内应用方面,北斗已在多个领域取得显著成效。2021年河南暴雨期间,北斗帮助救援队准确定位,成功营救了几百人。在农业领域,30%的农机已经使用了北斗终端,播种施肥等环节实现了自动化。在交通运输领域,北京和上海的公交系统也依赖北斗进行调度,大大提高了效率。到2024年,北斗产业的产值预计突破5700亿元,支持北斗的手机已占市场的80%以上。
在国际上,北斗也在逐步拓展影响力。2018年,巴基斯坦军队开始使用北斗系统;2019年,沙特与中国签署了合作协议;202
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