经济型卫星导航系统有望成中国用户新选择

　  除了GPS和“北斗”，一种基于通信卫星的“经济型”导航系统，亦有望成为中国用户的新选择。

几乎在一夜之间，卫星导航定位系统就从军事领域，走进了普通人的生活。如今在市场上，不仅装有车载GPS全球定位系统的家用轿车比比皆是，可供登山等户外运动爱好者使用的手持式设备也已风靡一时。

迄今为止，美国GPS仍然占据着中国卫星导航市场的绝对份额。但由中国自主研发的北斗导航定位卫星系统，也正在迅速起飞：据新华社等媒体报道，“北斗二代”建设已进入攻坚阶段，2009年将有多颗卫星发射升空。

然而，在参与欧洲伽利略GALILEO全球卫星定位系统以及继续推进“北斗”之外，中国在卫星导航领域还有着另外一个秘密武器——CAPS。

这个已经进行多年的“经济型”卫星导航项目，其进展在很长时间内一直难以被公众所知晓。直到2008年12月，在《中国科学G辑》组织出版的一份专刊上，研究人员集中报告了该系统的研制进展之后，人们才有机会掀开其面纱的一角。

CAPS横空出世

　　所谓CAPS，是“中国区域定位系统”的简称。这种全新卫星导航系统的研制，始于六年多以前的一次“头脑风暴”。

　　2002年11月初，位于现在的北京奥运村附近的中国科学院国家天文台，时任台长的中国科学院院士艾国祥找到同事施浒立和颜毅华，在一间普通的办公室讨论一个宏大的命题：如何开发“经济型”卫星导航系统。

　　之所以有这样的一个想法，是因为当时最为成功的卫星定位系统，即美国的GPS，从研制到最终投入使用，花费了20多年的时间和数以百亿计的美元。而前苏联也投入巨资研制格洛纳斯GLONASS,其导航星座至今仍不完整。

　　虽然中国已经决定加入“伽利略计划”，同时也启动了雄心勃勃的“北斗系统”，但研究人员还是希望尝试一些新的想法，看能否有更经济实惠的方式来实现区域导航定位。

　　这场思想的碰撞持续了好些天，中国科学院国家授时中心李志刚等科学家后来也被邀请加入。

　　中国科学院国家天文台研究员施浒立告诉《财经》记者，上述这些卫星导航定位系统，均可称为直播式卫星导航定位系统。也就是说，导航电文及测距码在卫星上直接产生，然后下行广播给用户定位。因此，都需要发射专门的导航卫星来承担这一任务。通常需要30颗左右的导航卫星才能覆盖全球。

　　在思维碰撞中，艾国祥及其同事提出了转发式卫星导航定位系统的理念，即导航电文及测距码在地面产生，上行至卫星，利用卫星上的信号转发器，再下行广播给用户定位。这样，系统就可以少发射甚至不发射专门的导航卫星，而利用商用的通信卫星组成导航星座。

　　如果这一设想实现，显然可以极大地降低导航系统的部署时间和成本。因为一般而言，空间设备研制周期长、投资大，星载设备尤其如此。以作为导航的时间和频率基准的星载原子钟为例，其价格昂贵、研制难度大，目前只有美国等极少数国家完全掌握这一技术；而且，即使研制成功，往往精度也要略微逊色。

　　转发式卫星导航定位系统，则可以将原子钟安置在地面导航站。李志刚研究员在接受《财经》记者采访时表示：“这样就回避了星载原子钟的技术瓶颈。”

　　这种新的导航系统理念，一经提出，很快得到了中国科学院、科学技术部、国家自然科学基金委员会，以及解放军总装备部的支持。

　　2005年6月，中国科学院国家天文台、国家授时中心、上海微小卫星中心、微电子所和自动化所等研究机构，与卫通集团等其他国内机构，合作研制出转发式中国区域定位系统CAPS的验证系统，并通过国家有关部门的验收。其粗码信号的定位精度达到20米左右，精码则达到10米左右，已经与GPS民用码的精度相当。

　　据了解，这个验证系统的研制仅用了不到两年的时间，经费则不到美国研制GPS的千分之一。当然，这一成功，很大程度上也有赖于中国天文系统在长期基础研究中所积累的信号被动接收、微弱信号检测、卫星测轨定轨等技术的应用。

　　退役卫星“第二春”

　　在CAPS验证系统的研制过程中，研究人员首先租用了在轨的商用同步通信卫星上的信号转发器，组成验证系统的星座。不过，由于租用的卫星都处于地球同步轨道上，难以实现三维定位。

　　研究人员最初的设想是，发射倾斜轨道的通信卫星组成导航星座，来解决三维定位的问题。后来，他们却在不经意间找到了一种更省钱的办法，那就是开发退役卫星的“第二春”。

　　中国卫通集团退休专家陈吉斌参与了CAPS系统的研制。这位原亚太卫星公司副总裁告诉《财经》记者，退役卫星上的设备并未损坏，只是燃料快消耗完了。

　　不过，为了保证业务不间断，卫星公司必须在卫星寿命结束前的一段时间里，发射新的同步通信卫星完成更替。也就是说，卫星退役前还有一定的剩余燃料。