北斗对国防有什么好处?
公元2020年6月23日上午9时43分北斗三号第30颗组网卫星由长征三号乙型运载火箭在西昌卫星发射中心点火升空,随后成功进入预定轨道。6月30日卫星成功定点于东经110.5度赤道上空,并顺利实现有效载荷开机,遥测数据表明各有效载荷工作正常,地面接收信号正常。
第30颗北斗三号收官组网卫星经过调试后预计于7月底前后正式具备开通服务条件,此次发射标志着自1994年启动至今历时二十六年建设的北斗卫星导航系统正式完成全球组网任务。北斗三号全球卫星星座北斗完成全球组网标志着我国成功突破技术封锁正式拥有时空基准自主权,放眼全球独立具备这一能力的国家只有两个,一个是中国的北斗,另一个就是美国的GPS,有人会问俄罗斯的格洛纳斯呢?这个问题放在后面给予解答。兵者,国之大事!北斗导航迫切的国防应用需求北斗三号第30颗收官卫星发射以来各路媒体针对北斗的功能解读已有很多,但鲜少触及北斗导航的国防应用功能,而事实上响应国防需求才是北斗建设的初衷。中国卫星导航系统管理办公室发布的最新《北斗卫星导航系统发展报告4.0版》在第一段文字里开宗明义地指出“北斗卫星导航系统”是中国着眼于国家安全和经济社会发展需要,自主建设运行的全球卫星导航系统。北斗三号静止轨道导航卫星“国家安全”一词被放在了比经济社会发展更重要的突出位置上,军事应用显然是国防安全里最重要的应用场景。每每提起导航系统的军事应用人们都会想到它在导弹武器高精度打击作战中的应用,比如最具代表性的战斧式巡航导弹。战斧式巡航导弹总共经历了四代产品发展,第一二代战斧导弹并没有GPS定位组件,打击目标精度最高只有10米,在第三代战斧导弹植入GPS定位组件后可以在导弹飞行中段修正轨迹,结合数字影像区域比对与惯性导航系统打击精度进一步提高至1至3米,基本实现了指哪打哪,甚至可以实施锁定楼层高度的点穴式打击。第四代战斧式巡航导弹提高打击精度只是引入GPS制导的利好因素之一,单纯依赖地形匹配制导的巡航导弹无法在海洋上空飞行,因为可提供的参照物极少,导致射程急剧萎缩。而卫星导航无需依赖任何地面参照物即可赋予导弹更加精确的位置信息,进而辅助导弹修正轨迹延伸打击距离提高打击精度。换句话来说在北斗导航无法提供高精度导航服务之前,我们的长剑-10巡航导弹在海洋方向很难有所作为。那么,是不是意味着直到第30颗北斗收官卫星发射我国巡航导弹才具备跨海打击能力?非也。长剑-10亮相时北斗二号还不具备服务能力北斗卫星导航系统从立项伊始就确立了三步走规划,第一步建成双星有源定位的试验系统,这一步骤已于2000年完成建成并投入使用;第二步则是建成由14颗卫星组成覆盖亚太的北斗二号区域导航系统,该系统已于2012年建成投入使用;第三步就是刚刚完成的北斗三号全球卫星导航系统。早在8年前完成北斗二号亚太区域导航系统之时我国各型导弹武器就已经可以应用北斗导航组件,以长剑-10为例,在它亮相的年份仅有两颗北斗二号卫星显然不具备应用能力,这一时期该型巡航导弹可以达到战斧二代巡航导弹10米级精度水平,也足够满足精确打击需求。2012年底北斗二号完成亚太区域组网在长剑-10衍生型DF-10A亮相的2015年,那一时期北斗二号早已投入亚太地区应用,该系统拥有与GPS相同的定位精度,此时就具备了应用基础与能力,可以将DF-10A巡航导弹打击精度提升至战斧三四代的1至3米精度水平。DF-10A精确打击楼层目标如今应用北斗导航的武器种类也日益丰富,比如03A远程火箭炮应用北斗导航后可以实现一枚开路,一枚追击的新型打法,身管火炮应用的卫星制导炮弹也已经推广全军,成为制式武器。DF-10A巡航导弹集火齐射北斗反超GPS的画龙点睛之笔:静止轨道卫星发挥关键作用卫星导航系统究竟有多大能力?它的本事只限于人类的想象,如果认为它只能给导弹指路那就大错特错了。除了成为各类远程打击武器的制导组件,卫星导航系统的应用可以说已经深入海陆空天电所有领域。海湾战争著名的左勾拳行动中美国第18空降军第24机械化步兵师以每天90多公里速度穿越沙漠瀚海,最终整个左勾拳行动部队机动距离达274公里,在茫茫沙漠戈壁上极度缺乏各类参照物,数万地面部队在宽大正面快速急行军如果没有GPS是难以想象的,在战前美军就将GPS接收机配发至连级单位,即便遭遇沙尘暴极端天气定位误差也不超过5米。卫星导航是战斗力的倍增器自古以来行军布阵就有三大历史难题,分别是我在哪里、友军在哪里、敌军在哪里,这三类信息共同构成现代战争的态势感知要素。美军各作战单元通过卫星导航系统确定位置信息,各侦察单元捕捉敌军位置信息,再由通信系统将位置信息上传至指挥控制系统,最终在态势地图上加以显现,近实时的战役战术情报为作战决策提供直接依据,此系统被称为“蓝军跟踪系统”。我军则建立了“红军跟踪系统”,北斗导航系统相较于GPS系统有着更为独特的技术优势,北斗三号静止轨道?卫?星采用卫星无线电导航与卫星无线电测定双重体制,不仅能无源定位也能有源定位,同时具备全球位置报告与短报文通信功能。其中最重要的就是全球位置报告,使得我军各作战单元无需依赖单独的通信网络也可实现位置信息的实时加密上传,信息通达效率更高,GPS由于没有卫星无线电测定能力,所以也就无法具备全球位置报告功能。三颗北斗三号静止轨道卫星还可以提供精密单点定位服务,它们分别定点于东经80度、东经110.5度、东经140度赤道上空,翻开地图可知,这三颗卫星服务范围西起亚洲大陆西部与非洲东至西太平洋广大海区。在这一区域北斗民码定位精度已可达2.6米,全球民码定位精度也优于3.6米,全面超越GPS民码服务水平,比民码精度更高的军码定位水平也是可想而知的。北斗三号GEO-3卫星定点示意图更高的定位精度缘于更多的导航卫星数量,最关键的一点在于北斗三号静止轨道卫星的星基增强功能。静止轨道卫星由于相较于地面目标的位置恒定,卫星轨道高度更高,因此具备更加强大的抗遮挡能力,在行军作战中如果遇到高山峡谷地形时GPS信号大概率会被遮挡,而北斗由于有静止轨道卫星提供抗遮挡能力,因此更具优势。北斗三号GEO-03星轨道机动
影响战争进程的时间主权,国产星载原子钟华丽转身北斗导航系统除了提供空间位置基准,另一大功能就是时间基准,逝者如斯夫不舍昼夜,古人用曼妙的语言形容了无处不在的时间,时间对于当今时代的一切活动都产生着至关重要的作用,在军事领域时间更是对作战胜负起着关键作用。现代战争比以往任何时候都更加强调多军兵种联合作战,而要想顺利达成联合作战意图就需要有统一的时间基准。例如,渡海登陆战役中,海空兵力如果协同不当,在需要实施轰炸清除火力据点时战机没有到达,在需要登陆时兵力还没就位;再比如,空中加受油,战时加油机与受油机如果没有在指定时间抵达指定空域,后果都是不堪设想。科索沃战争中众所周知有一架F-117隐形攻击机被击落,跳伞逃生的飞行员泽尔科中校就差点因为时间误差问题被俘,当时负责救援指挥行动的兰肖中校误以为救援行动使用当地时间为标准时间,结果导致出现了整整一个小时的时间差,如果不是当时空中有加油机待命,整个救援行动就将宣布失败。时间基准对作战行动的影响也早已跳出传统的海陆空领域,在天基行动中的影响更不可忽视。比如,中段反导、反卫星作战中,太空目标以第一宇宙速度运行,时速高达数万公里,拦截弹的速度也是旗鼓相当,如果没有在对的时间到达指定位置就不可能完成各类天基拦截任务。天基拦截作战我国自2000年建成北斗一号导航试验系统伊始就正式具备了天基时间基准发射能力,为多军兵种联合作战提供了时间保障,并于2009年将北斗导航系统保持的协调时间时设定为军用标准时间,规定全军所有单位在执行任何军事任务时都必须使用军用标准时间,目前该军用标准时间已经实现24小时全天时全天候播发。精确的授时能力离不开高性能星载原子钟,在研制北斗二号区域导航系统时星载铷原子钟曾遭遇国外断供,从一开始就立足自力更生的北斗人早已未雨绸缪,同步研发的国产铷原子钟在很短时间内就具备了上星应用条件。国产氢原子钟在经过多轮在轨调试后,该原子钟提供的授时定位精度与同时代的GPS卫星实现了旗鼓相当的应用能力,而北斗三号卫星使用的国产氢原子钟则进一步实现了更高的授时精度。目前国际上应用的各类星载原子钟我国都已经实现了在轨应用,且表现出来的业务能力均已达到国际先进水平。本文在开头部分指出独立掌握时空基准能力的国家只有我们与大洋彼岸,却把俄罗斯的格洛纳斯排除在外,这究竟是为什么呢?格洛纳斯导航卫星老牌航天强国向现实低头:中国航天级元器件“真香”因为俄导航卫星航天级元器件自主供应能力非常低,自2014年开始美国就严格禁止对俄出口航天级防辐射电子设备,欧盟也随后加入断供行列,而俄罗斯航天级元器件对外依存度高达80%,就连他们引以为傲的联盟系列载人飞船由于升级需求更换的现代化组件中有超过半数的元器件需要从美欧进口。俄航天超半数元器件依赖进口格洛纳斯导航系统中目前在轨运行的25颗M系列卫星中应用的星载铯原子钟更是大比例依赖进口元器件,大幅提高国产比例的格洛纳斯K系列卫星由于研制进度缓慢导致许多M系列在轨卫星超期服役,随时面临组网卫星失效风险。值得一提的是即便格洛纳斯卫星原子钟在使用欧美部件情况下使用寿命也仅有七到八年,与北斗三号星载氢原子钟长达十二年的使用寿命相比仍然差距明显。北斗导航卫星批量生产俄罗斯在航天级元器件供应受阻背景下不得不将目光转向东方,去年8月,负责俄三分之二卫星研制业务同时也是格洛纳斯导航卫星主承包商的列舍特涅夫信息卫星系统股份公司派出代表团来到航天科技九院165厂考察,而此行目的就是为了洽谈航天级元器件采购事宜。此前在两国航天合作协议中曾不止一次指出需要我方在航天级元器件领域对俄方提供帮助,而我们的底气就是媲美最新一代GPS卫星的北斗三号实现了100%国产化。据权威渠道披露,截至去年年底北斗导航型芯片模块出货量已超1亿片,季度出货量超1千万片,各类北斗导航产品已出口至全球100多个国家和地区。北斗芯片已经做到世界领先台上一分钟台下十年功,历时二十六年建设大功告成的北斗三号全球卫星导航系统目前不仅在时间基准、空间基准传统导航领域向老牌GPS发起全面而彻底的民用市场挑战,更是基于全球位置报告、短报文通信、星基增强等特色功能建立了更具优势的国防应用能力,在确保经济安全的同时进一步提高了打赢战争能力。Copyright © 广州京杭网络科技有限公司 2005-2025 版权所有 粤ICP备16019765号
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