中國的北斗衛星導航定位系統簡介

前言

由於台灣船隻常在公海作業時易與他國發生越界糾紛，衛星定位資料卻掌握在他國手中，因此2005年 5月，台灣民間人士發起成立台灣軌道衛星公司，與美國 Orbcomm合作，計畫建構全球六個不同方向的軌道，每個軌道六個衛星，共計三十六顆衛星能覆蓋全球的地面工作站，可惜台灣當局意識不到此計畫的重要性。此雄心壯志竟然得不到台灣政府開放頻道的支持，結果白白浪費了有識之士日以繼夜的努力。然而大陸當局後來居上，他們體認到這種「國之重器」的重要性。以國家的力量全面投入，發展工作進行得很積極，不斷派人出國學習並引進先進技術，時間過得很快，轉眼間，2020年中國就要迎來三十五顆衛星覆蓋全球的偉大計劃，整個系統將由35顆衛星組成，其中5顆是靜止軌道衛星，以與使用靜止軌道衛星的北斗衛星導航試驗系統兼容。總設計師為孫家棟。而且棒子已經移交給這位1980以後出生的女博士。以下這位女博士在香港的講演：

80後北斗導航專家徐穎講解國家重器：北斗衛星導航定位系統
[引言 (廣東話)，接著，徐穎博士的演講 (普通話)。]

摘要

「大海彌漫無邊，不識東西，唯望日、月、星宿而進。」在沒有衛星導航的中國古代，就是靠星星來導航。80後北斗導航系統專家徐穎博士，早前在國內推動科普，以一場《來自星星的燈塔》演講備受各界注目，視頻放到網上，更令徐穎成為「網紅」。

這位年輕人偶像，今次來港參加創科博覽的「專家論壇」，也講了不少星星的故事，最重要是介紹北斗的來源。原來古代漢族通過北斗七星︰天樞、天璿、天璣、天權、玉衡、開陽、瑤光來辦別方向、決定季節，「分陰陽，建四時，均五行，移節度，定諸記，皆繫 於斗」，北斗星星對中國的重要性可想而知。

今天的北斗衛星則是國之大器，影響國家的經濟、民生乃至軍事。例如北斗衛星系統可將汽車變成為新的「互聯網+」的載體，令汽車產業升級，成為新經濟的推動力。此外，北斗衛星導航系統開始應用到漁船航運、天氣監測、智能駕考、森林救火、智能農業、動物保護方面。而利用北斗衛星的導航功能，更可以成為「關愛工具」，小孩和老人戴上有北斗定位的手錶，就會被北斗探測到位置，減少了兒童走失、被拐賣的風險，也為獨居老人增添保障。

北斗是國家自主建設的衛星導航系統，由五顆靜止軌道衛星，和 30顆非靜止軌道衛星組成。徐穎介紹，國家正逐步實現衛星導航系統發展道路的三步走發展戰略，從2000年年底，建成北斗一號系統，向中國提供服務；2012年年底，建成北斗二號系統，向亞太地區提供服務；至計畫在2020年前後建成北斗全球系統，向全球提供服務。

目前，全球有四大衛星導航系統，美國的GPS、俄羅斯的GLONASS、歐盟的伽利略，以及中國的北斗。由於衛星導航對一個國家未來的影響太重要，中國如果不自主建造，形勢不單止落後於人，更將被人控制。

徐穎指出，未來軍事的關鍵在於信息戰，而導航的精確度是信息戰的關鍵。北斗導航系統精確至厘米水平，令中國在軍事實力方面取得突破。過往外國對中國北斗系統的輕視，以為比不上GPS，現在不得不重新估計形勢。

事實上， 1983年對於北斗衛星導航系統非常重要，徐穎指出，中國航天專家陳芳允就是這一年提出，利用本身優勢，走中國自己的路，用兩顆靜止軌道衛星實現區域性的導航功能，之後基於此方案展開北斗衛星導航系統。

會場上有為數不少的學生，被問到對香港學生的印象，徐穎大讚香港中小學生的水準很高，例如有中學生問到，北斗導航系統對中國經濟軟實力有什麼影響？她認為這個問題很有深度，眼界不限於科技之上。較早前，徐穎以大姐姐的身份在創科博覽的一個活動中，與小學生交流，一位立志長大之後要研發大型飛機的小學生，忽然問徐穎有關GPS、北斗衛星使用原子鐘的「閏秒」問題，令她有點驚喜。

作為博士生導師的徐穎最後向在場的學生觀眾寄語，如果香港同學有興趣，歡迎他們一起投入北斗系統的工作，這個產業很大，能夠提供非常多元化的出路。

北斗衛星導航系統（BDS）沿革

北斗衛星導航系統（BDS）是中國獨立自主建設的一個衛星導航系統，北斗衛星導航系統由兩個獨立的部分組成，一個是2000年開始運作的區域實驗系統，另一個是正在建設中的全球導航系統。

第一代北斗系統，官方名稱為北斗衛星導航系統實驗系統，也被稱作北斗一號，由三顆衛星提供區域定位服務。從2000年開始，該系統主要在中國境內提供導航服務。

第二代北斗系統，官方名稱為北斗衛星導航系統，也被稱為北斗二號。北斗二號建成後，將是一個包含35顆衛星的全球衛星導航系統。截止2011年11月，北斗二代包含了10顆衛星，開始在中國投入服務。2012年11月，第二代北斗系統開始在亞太地區為用戶提供區域定位服務。

北斗衛星導航系統、美國全球定位系統（GPS）、俄羅斯全球導航衛星系統（GLONASS）和 歐盟伽利略定位系統（Galileo）為 聯合國衛星導航委員會認定的全球衛星導航系統四大核心供應商。

2015年中期，中國開始建設第三代北斗系統（北斗三號），進行全球衛星組網。第一顆三代衛星於2015年9月30日發射升空。截止2016年底，已發射了五顆第三代在軌驗證衛星。按照計劃，該系統將在2018年覆蓋「一帶一路」國家，2020年完成建設提供全球定位服務。據中國日報報道，北斗系統第一顆衛星發射15年後，如今它每年為幾家大型企業產生的營業額高達3150萬美元，其中包括 中國航天科工集團，高德軟件有限公司和 中國兵器工業集團公司

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北斗衛星導航系統空間段計劃由35顆衛星組成，包括5顆靜止軌道衛星(或稱地球赤道同步軌道，Geostationary Orbit，GEO)、27顆中地球軌道衛星(也叫中圓軌道，Medium Earth Orbit，MEO)、3顆傾斜同步軌道衛星(Inclined Geosynchronous Orbit，IGSO)。5顆靜止軌道衛星定點位置為東經58.75°、80°、110.5°、140°、160°，中地球軌道衛星運行在3個軌道平面上，軌道平面之間為相隔120°均勻分布。

國際電信聯盟分配了E1（1590MHz）、E2（1561MHz）、E6（1269MHz）和E5B（1207MHz）四個波段給北斗衛星導航系統，這與伽利略定位系統使用或計劃使用的波段存在重合。然而，根據國際電信聯盟的頻段先占先得政策，若北斗系統先行使用，即擁有使用相應頻段的優先權。2007年，中國發射了北斗-M1，之後在相應波段上被檢測到信號：1561.098MHz±2.046MHz， 1589.742MHz， 1207.14MHz±12MHz， 1268.52MHz±12MHz，

以上波段與伽利略定位系統計劃使用的波段重合，與全球衛星定位系統的L波段也有小部分重合。

進一步資訊可參考:

http://www.beidou.gov.cn/index.html

後記  ／台北報導

中國解放軍將建構完成「北斗衛星系統」，可讓中國導彈等武器直接精準命中台灣島上的政治中樞與重要軍事設施，造成重大損失。為此，中山科學研究院部不久前首度公開反制系統，包括「單兵導航衛星干擾系統」、「衛星導航干擾系統」、「合成孔徑雷達衛星反制系統」，均是以電子頻譜干擾的方式，讓飛彈無法命中目標，另再輔助導彈誘標的設定，讓解放軍攻擊假目標，降低我傷亡。

中國將在2020年完成北斗衛星定位系統，屆時將實現全球衛星導航功能。由於中國解放軍的精準武器上，除有美國的ＧＰＳ（Global Positioning System）全球定位系統外，還特別增加其所研發的北斗衛星系統，而此系統完成後，也讓解放軍攻台導彈精準度大幅提升。

台灣國防部為反制中國解放軍的北斗衛星系統，特別研發攻擊定位基地台的「硬殺」武器外，也特別研發以電子干擾方式的「軟殺」，以便在戰時癱瘓北斗衛星系統。在硬殺方面，雖台灣不被國際允許研發長程飛彈，直接擊毀在地球軌道上繞行的北斗衛星，但可用「萬劍彈」直接擊毀其地面上的基地台。

而在軟殺方面，台灣中科院官員指，目前台灣中科院所研發的「衛星導航干擾系統」，包括有「北斗干擾車」與「ＧＰＳ干擾車」，可在戰爭發生時，有能力直接干擾「北斗衛星系統」及ＧＰＳ定位系統。相關人士透露，目前台灣重要軍事設施包括「衡山指揮所」、花蓮「佳山基地」等，都有此種裝置，讓解放軍的第一擊無法命中目標。