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新闻调查:伽利略计划搭建欧洲和中国的GPS

http://www.sina.com.cn 2004年03月20日 14:28 经济观察报

  本报记者黄锫坚综合报道

  伊拉克战争和海湾战争让许多老百姓见识了GPS的厉害——美国人的炸弹简直是指哪打哪,海陆空都能命中目标。而一些出租车安装的导航屏幕以及时尚人士拥有的GPS手机,让“路盲”们找到了救星——GPS可以给他们指路。

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  GPS成了卫星导航定位系统的代名词,因为它是目前惟一能够正常运行并向全球用户提供导航定位服务的系统。不过,GPS只是卫星导航定位系统(Global Navigating Satellites System,GNSS的一种,是美国出于军事目的建成的系统。

  计划于2008年建成的伽利略计划,则是欧洲人从民用出发、对GPS垄断地位的一个挑战。现在,中国也加入了这场高科技游戏,正从资金、管理和技术等多方面参与伽利略计划。

  2003年10月30日,欧洲共同体15个成员国依次与中国签署了“中华人民共和国与欧洲共同体及其成员国关于民用全球卫星导航伽利略计划合作协议”。这是中欧双方最大的科技合作项目,因此一直备受国内和国际社会的关注。

  今年2月下旬,欧盟“伽利略计划”联合执行体的官员和专家专程来到北京,与中国方面就合作的技术细节进行磋商。与去年的政治协议相比,这次谈判是第一次技术性谈判。中欧卫星导航技术培训合作中心是为这次合作专门设立的机构,该中心的高级工程师赵静告诉记者,伽利略计划的空间段、地面段和以后的应用阶段中国都力争参与。

  欧盟和中国的伽利略计划

  在其发展初期,卫星导航定位系统是战争的重要支持系统,可以极大地提高部队的指挥控制能力,大幅度提高武器装备的打击精度和效能。海湾战争期间,GPS大显神威,进一步激发了各国对卫星导航定位系统的浓厚兴趣。

  美国是全球卫星导航技术和应用的绝对领导者。前苏联也曾建成与美国相似的全球卫星导航系统,称为GLONASSGlobal Navigation Satellite System,但由于俄罗斯目前没有财力维持它的完全运作,GLONASS星座中的有效工作卫星仅有11颗活动星其中6、7号星工作不正常,2003年3月止,其影响较小。

  鉴于军事上的决定性作用和广泛的民用前景,中国和欧盟也一直在积极运作卫星导航定位系统,而伽利略计划就是这一努力的成果。2002年3月26日,欧盟15国交通部长会议一致决定,正式启动伽利略卫星导航定位系统计划。这标志着在2008年欧洲将拥有自己的卫星导航定位系统,并结束美国的GPS独霸天下的局面。

  “伽利略”卫星定位系统将由30颗轨道卫星组成,卫星的轨道高度为2.4万公里,倾角为56度,分布在3个轨道面上,每个轨道面部署9颗工作星和1颗在轨备用星。

  从设计目标来看,“伽利略”的定位精度优于GPS。如果说GPS只能找到街道,“伽利略”则可找到车库门。“伽利略”为地面用户提供3种信号:免费使用的信号、加密且需交费使用的信号、加密且需满足更高要求的信号。其精度依次提高,最高精度比GPS高10倍,即使是免费使用的信号精度也达到6米。

  伽利略系统的另一个优势在于,它能够与美国的GPS、俄罗斯的GLONASS系统实现多系统内的相互兼容。伽利略的接收机可以采集各个系统的数据或者通过各个系统数据的组合来实现定位导航的要求。

  尽管伽利略计划是民用卫星导航服务,但该项计划完成后,将使欧洲赢得建立欧洲共同安全防务体系的条件。欧盟负责运输与能源的高级官员帕拉齐欧指出:“我们认为多一套系统在太空中‘坐镇’非常重要,这对美国人来说也是佳音。我们要让他们知道,一旦GPS系统遇袭,他们还可依靠欧盟的‘伽利略’系统。”

  伽利略计划总共投资约33亿欧元,按照中国和欧盟15个国家以平等地位参与合作的原则,中国将出资2亿欧元左右。赵静说,“双方已经商定,中方首期支付500万欧元现金。至于建设阶段的其他费用,现金和实物方式都有。”

  中方正从管理和技术等多方面参加“伽利略计划”。赵静说,“伽利略联合执行体”Galileo Joint Undertaking的目标是保证伽利略计划的研究、开发和实施阶段的管理及资金控制的统一,并为此目的运用划拨于该计划资金。中方将有人参与这个机构的管理层,并享有一定的选举权。另外,中方的技术人员也将作为“伽利略联合执行体”的成员到布鲁塞尔工作。而“伽利略计划”开始以公司化方式运作时,中国方面也将筹备成立一家卫星导航联合公司。

  公私协作的开发模式

  伽利略计划和GPS的最大区别在于,它完全从民用出发,由非军方控制和管理。这种差异使得其融资和运作模式也很不一样。

  GPS是美国政府历时20年耗资200亿美元建成的,由于是出于军事目的,所以资金全部由政府投入。当然,GPS已向民用领域开放。美国政府在2000年5月就宣称,其GPS设备在全球范围内拥有用户400万以上,有关GPS商品和服务的应用市场在今后3年内将翻一番,即由80亿上升至160亿美元以上。

  伽利略计划建设投资总额大约在32.5亿欧元,其中启动定义阶段的经费为11亿欧元,由欧洲航天局和欧盟分别承担50%。另外的21.5亿欧元为系统开发和全面部署阶段费用,其中包括发射30颗卫星。欧盟委员会希望私营企业至少能够承担这部分费用的三分之二。

  目前伽利略联合执行体负责项目的管理和相关的招标。赵静说,这个临时性的机构将在两三年后结束使命。目前它正进行特许运营权的招标,下一步将由中标的运营商来运作伽利略系统,并设计出一套具体的融资和赢利模式。

  赵静说,目前有4个team正在参与经营权的投标,如阿尔卡特、阿来尼亚等公司都在参与。中国已经派遣科技部组团前往欧洲,为以后的开发进行考察。

  为实施伽利略计划,欧盟采取了公私伙伴合作,即PPP(Public-Private-Partnership)模式。公私伙伴项目的意义在于,这种安排将使项目风险在公共部门和私营部门之间形成一个合理的分配,同时,将让私有产业部门根据项目市场的大小来确定未来的利润流。

  在第一阶段,企业对产业的前景还不明晰,风险较高,对伽利略系统所能达到的技术性能是否比GPS优越等都不明确。因此,政府在第一阶段应起重要作用,以降低风险。在2008年前的开发和验证阶段,欧盟和欧洲空间管理局将承担主要的费用,欧盟和欧洲空间管理局各出资5.5亿欧元,其中有5000万为现金,剩余5亿以其它形式提供。

  与欧盟类似,中国政府将拿出7亿人民币或更多的资金,即中国整体经费的三分之一,投入伽利略计划,而其余三分之二资金将由企业通过其它方式进行融资。

  2008年后,在部署阶段,欧洲将主要由企业出资余下的22亿欧元,主要用于卫星研制、地面设施、卫星发射、设备安装等。可能的投资者包括服务提供商、接收机(芯片)设备制造商、空间和地面段基础设施提供者,当然,还包括银行、风险投资公司的参与。

  这一个阶段的费用约占伽利略计划总经费的三分之二,这是一个企业和金融机构起主要作用的阶段。据专家介绍,可能参与的中方公司包括卫星公司(愿意参与并承担卫星制造、运营和发射),卫星运营商(对卫星运营、控制和卫星服务感兴趣)和手持设备制造商,其他参与者包括地面段设备提供者(像华为、熊猫集团、海尔等都有可能)、通信公司、汽车和卡车制造商(在车上预装GA导航系统)、事业单位和公司(如测绘局、气象局)等等。

  赵静认为,伽利略计划的赢利是没有任何问题的,但这可能是长线的回报。她举例说,这个系统可以为个人通讯和定位提供帮助,比如在手机、手表上加入导航定位的芯片。从GPS的运作模式来看,使用其信号是不收费的,但安装导航定位芯片就得交纳费用。打个简单的比方,人们收听广播节目不用花钱,但需要掏钱购买收音机。

  对于中国而言,尽可能多地争取承担“伽利略计划”的建设项目,将会大大受益。一方面部分资金会返回国内,更重要的是在做项目的过程中,可以使中国的航天技术得到进一步提升。

  伽利略计划

  欧洲伽利略计划是中高度圆轨道(MEO)方案,该系统将由30颗中高度圆轨道卫星和2个地面控制中心组成,其中27颗卫星为工作卫星,3颗为候补。卫星高度为24126公里,位于3个倾角为56度的轨道平面内。预计伽利略系统于2008年建成,将为欧洲公路、铁路、空中和海洋运输、欧洲共同防务甚至是徒步旅行者有保障地提供精度为1米的定位导航服务,从而也将打破美国独霸全球卫星导航系统的格局。按计划,首批两枚实验卫星将于2005年末和2006年发射升空。

  GPS寻宝游戏

  人们往往以为,只有山野徒步旅行者和军方会用掌上型GPS导航仪,但过去几年,这种器材开始走入平常人家。“地理藏宝”(geocaching)正成为一些美国人热衷的高科技游戏,这是一项专为GPS使用者设计的全球游戏。玩法是这样的,一位GPS使用者把“宝藏”(也许是塑料盒里装了一些小玩具)藏在某个地方,然后在网站上公布准确的坐标。随后其他使用者就可开始“寻宝”了。他们的任务很简单:取出宝藏内的东西,再放点东西到宝藏内,把过程记录在日志上。

  进入www.geocaching.com网站,你可以在地图上找到众多藏宝点。每笔资料都是由藏宝人提供,并附有藏宝地点的经纬座标。把宝藏的航点输入每个GPS导航仪后,其显示器上的地图会描绘出从你所在地点到藏宝地点之间的路径,然后你就可以根据罗盘指示的方向,沿着路径前进了。也许你将顺着山坡的小径往上爬,穿过溪流,跨越及腰的草地,下行到密布卵石的深谷……

  根据该网站的资料,目前有8万个藏宝点分散在190多个国家,而寻宝者有1万多人。

  GPS导航仪的入门机种并不太昂贵,比如国际航电的Geko 201售价为149美元,麦哲伦公司的的porTrak Map为229美元。每款设备都可显示地图,具有数位罗盘,还有一个卫星追踪器,可让你知道目前正在接收的GPS讯号有多少个。输入目的地航点的方式,就像在手机上写短信一样简单。想要从GPS卫星取得定位讯息,只要把机器的面朝上,对着天空即可。当你的经验逐渐增长,地图与罗盘读数也会变得愈来愈容易解读。

  过去十多年来,GPS正由原有的军事用途迅速向民用拓展,比如电力、有线电视、城市地下管道采用它来布设线路,公安、银行、医疗、消防等用卫星导航定位营建紧急救援或报警系统。

  卫星导航还广泛应用于海洋、陆地和空中交通运输的导航。随着卫星导航接收机的微型化,它可以嵌入到其他通信、计算机、安全和消费类电子产品中,使其应用领域更加广阔。现实的应用已经使卫星导航技术成为通信、互联网之后的第三个IT新增长点。


  
  
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