北斗卫星导航系统：精准制导、打击不受干扰

导航技术是涉及自动控制、计算机、微电子学、光学、力学以及数学等多学科的高技术，是一个国家基础服务体系的重要基石，也是武器精确制导的核心技术，是实现飞行器特别是航天器飞行任务的关键技术，这对于提高航空器、航天器以及武器装备的机动性、反应速度和远程精确打击能力具有重要意义，在海、陆、空、天等现代高技术武器及武器平台中得到广泛的应用。

导航技术的发展具有三个特点：第一，由于材料、微电子、计算机等学科和技术的发展，促进了新型惯性器件的发展，从而惯性导航系统的体积越来越小，精度越来越高、成本越来越低：第二，卫星导航技术也得到极大的发展，可以认为，卫星导航给导航技术带来了一次极大的革命；第三，卫星导航、惯性导航以及其他技术之间相互组合，促进了导航技术的进一步发展。

卫星定位系统具有范围广、全天候、连续、实时的精确导航与定位能力，可为战机、舰船、战车等作战平台与武器系统和指挥员提供精确的位置、速度和时间信息。因此，卫星定位系统已成为现代战争的“定盘星”、军队战斗的“倍增器”和打赢未来信息战的关键之一。在近期几场局部战争中，美军将GPS系统的作用发挥得淋漓尽致，利用GPS制导的“战斧”巡航导弹精确命中了上千公里外的目标。随着全球定位系统的不断完善，卫星定位技术已成为现代军事领域一项无孔不入的新技术，在军事上发挥着巨大的作用。

第一，提升C4ISR性能，卫星定位系统“嵌入”到指挥自动化系统（C4ISR），可为其提供时间、空间坐标基准，协调整个指挥系统的运转，增强指挥官实时了解部队位置的能力。第二，精确制导。卫星定位系统与惯性导航系统的结合是实施精确制导、精确打击的有效途径。目前，美军正在多种导弹中引入GPS/TNS（惯性导航系统），可使导弹命中精度提高到10米以内。第三，单兵定位。卫星导航定位系统可以为士兵提供三维方位和数字信息，让每个士兵在任何时候都能知道自己在战场中的位置，可根据作战需要及时向后方或者友邻部队申请战斗支援或后勤支援。

目前，世界上正在运行的全球卫星导航定位系统主要有以下几大系统：一是美国的GPS系统，二是俄罗斯的“格洛纳斯（GLONASS）”系统，三是欧洲的“伽利略（GALILEO）”全球卫星定位计划，此外，还有中国的北斗卫星导航系统（BeiDou Navigation Satellite System，BDS）。北斗卫星导航系统（BDS）和美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、欧盟GALILEO，是联合国卫星导航委员会已认定的供应商。

GPS独占鳌头。GPS系统由24颗工作卫星和4颗备用卫星组成。它们分布在6个等间距的轨道平面上，轨道面相对赤道的夹角为55度，每个轨道面上有4颗工作卫星，卫星的轨道接近圆形，轨道高度为2.02万公里，周期约11小时58分。GPS能覆盖全球，用户数量不受限制。其所发射的信号编码有精码与粗码。精码保密，主要提供给本国和盟国的军事用户使用，粗码提供给本国民用和全世界使用。精码给出的定位信息比粗码的精度高。GPS系统能够连续、适时、隐蔽地定位，定位时间仅几秒到十几秒，用户无须发射任何电磁信号，只要接受卫星导航信号即可定位，所以可全天昼夜作业，隐性好。

格洛纳斯曾经是仅次于美国GPS的世界第二强大的导航定位系统，整个系统最多时一共有18颗卫星在轨提供导航服务，主要服务内容包括确定陆地、海上及空中目标的坐标及运动速度信息等。然而，由于俄罗斯无钱维护，目前还在使用的卫星仅剩6颗，已经无法满足全球导航需求，而俄罗斯又没有资金补发新卫星，用于填补系统空缺，所以俄海军干脆把资金投入新的地面导航系统研制，这就是现在的“章鱼-N1”导航系统。这一导航系统是为了抗衡美国的GPS导航系统而研发的，该系统依靠地面站负责确认目标物体坐标，并且除了地理坐标外，还能自动标注物体的高度和运行速度，精度优于俄罗斯现役的“格洛纳斯”定位系统，即使和美国的GPS系统相比，也毫不逊色。和卫星导航系统不同，它主要依靠地面基站对目标进行定位，并采用无线电加密方式发送信息，可以有效避免遭到敌方电磁干扰。由于使用地面通信站，“章鱼-N1”系统的信号强度要远远大于卫星导航系统，因此难以被敌方电磁屏蔽，具备更强的战场生存能力。

“章鱼-N1”是唯一拥有独立地面站，并且精度超过外国同类系统的导航装置。该系统使用宽频无线电，数据传输快，信号安全性高，而且成本相对低廉。根据俄罗斯媒体报道称，目前俄罗斯海军现役的2座“章鱼-N1”地面站总共仅花费1.9亿卢布（约合288万美元），明显比卫星导航系统更便宜。虽然俄罗斯对“章鱼-N1”系统寄予厚望，但是从技术角度说，该系统不再需要大量卫星进行精确定位，但需要大量建设地面站，来保持通信信号的畅通。

与美国的GPS相比，伽利略系统更先进，也更可靠。伽利略接收机不仅可以接受本系统信号，还可以接受GPS、格洛纳斯（GLONASS）这两大系统的信号，并且具有导航功能和移动电话功能相结合、与其他导航系统相结合的优越性能。美国GPS向别国提供的卫星信号，只能发现地面大约10米长的物体，而伽利略的卫星则能发现1米长的目标。于是一位军事专家形象地比喻说，GPS只能找到街道，而伽利略则可找到家门。

北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星导航系统，是继美国全球定位系统（GPS）、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统（GLONASS）之后第三个成熟的卫星导航系统。北斗卫星导航系统〔BeiDou（COMPASS）Navigation Satellite System〕是中国实施的自主发展、独立运行的全球卫星导航系统。

系统建设目标是：建成独立自主、开放兼容、技术先进、稳定可靠的覆盖全球的北斗卫星导航系统，促进卫星导航产业链形成，形成完善的国家卫星导航应用产业支撑、推广和保障体系，推动卫星导航在国民经济社会各行业的广泛应用。北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成，空间段包括5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星，地面段包括主控站、注入站和监测站等若干个地面站，用户段包括北斗用户终端以及与其他卫星导航系统兼容的终端。

北斗系统具有以下特点：一是北斗系统空间段采用三种轨道卫星组成的混合星座，与其他卫星导航系统相比，高轨卫星更多，抗遮挡能力强，尤其低纬度地区性能特点更为明显。二是北斗系统提供多个频点的导航信号，能够通过多频信号组合使用等方式提高服务精度。三是北斗系统创新融合了导航与通信能力，具有实时导航、快速定位、精确授时、位置报告和短报文通信服务五大功能。

导航技术在国家各行各业广阔的需求背景下，其地位日益突出。发展高精度、低成本、抗干扰能力强的导航系统是未来导航系统发展的趋势。

知识窗

GCCS-J

GCCS-J是美军战区指挥控制系统，是美全球指挥控制系统（GCCS）的核心，是实施联合作战的基础，是战区进行作战计划、辅助分析、联合作战指挥和筹划的基本工具。

在海湾战争中，美军发现其全球军事指挥系统存在纵向层级过多、横向互联互通不足、敌我识别能力较差等问题。1995年，美国防部将这个发展了近40年的系统进行大规模更新，并更名为全球指挥控制系统（GCCS）。

GCCS-J是一个集指挥、控制、通信、计算机和情报（C4I）于一体的系统，包括软件、硬件、程序、标准和接口，该系统为参联会（CINC）、国防部长（SECDEF）、国家军事指挥中心（NMCC）、战场指挥官（CDR）、联合部队指挥官和军种部队指挥官提供强大、无缝连接的指挥控制功能；能够为战区司令部和联合特遣部队指挥官在各种军事行动中提供计划、实施、控制和后勤行动的全频谱支持。目前美军高度重视该系统的发展，国防部每年都预算数千万美元用于系统的更新和升级。(www.xing528.com)

GCCS-J采用主要开放的系统客户端/服务器（C/S）架构，目前正在向基于网络的B/S架构演变，系统允许不同用户软件包在任何位置基于网络运行。

GCCS-J集成了指挥控制任务应用程序、功能、数据库、Web技术和办公自动化工具，通过交换图像、情报、部队状态和规划信息，将C2功能融合到一个全面的、可互操作的系统中。GCCS-J功能的关键部分是通常被称为联合作战计划执行系统（JOPES）的部队计划产品，为联合参谋部和联合部队提供常规战争规划工具和能力。GCCS-J是从用户的角度进行设计的，其特点是设计和开发周期短、功能扩展，作战原型开发人员联络人能够对用户问题的报告进行快速响应。

GCCS-J具有以下特点。

1.大数据支撑

系统可支撑军用、民用各类数据格式，可以实时创建/查看数千个图形叠加来描绘战场元素。

系统包含丰富的武器装备数据，各类轨道、航迹数据，全球各地作战力量与资源数据，使得指挥官与参谋人员依托该系统就像拥有了丰富的数据库，为决策和计划提供了详细的数据支撑。

2.计划追踪与分析

系统的核心为联合作战规划和执行系统（JOPES），可以实现以下功能。

——把决策转变为作战计划（OPLANS），以满足美国军事力量部署的要求。

——支持兵力部署、重新部署。

——实施应急和危机行动计划。

3.辅助决策分析

系统能够为战区指挥官和参谋人员决策提供支撑，提供辅助分析和决策支持相关功能。

4.联合情报支持

GCCS-J Global有一个包含集成的图像和智能组件，被称为I Cubed。图像功能提供近乎实时的情报数据，以加强战区参谋和战区指挥官的态势感知能力。例如，在阿富汗作战的部队可能会要求列出可用的图像数据和现有的情报信息，以准备作战行动。

（资料来源：https//zhuanlan.zhihu.com/p/26517705）