三大国外卫星导航定位系统的应用体制及启示

20世纪90年代,美国的GPS和俄罗斯的GLONASS两大卫星导航定位系统先后投入运行,为卫星导航定位系统的应用建立了新的里程碑。经过短短10多年的发展,GPS系统不仅在近年的几次战争的精确打击和联合作战方面发挥着越来越重要的作用,还广泛地拓展了应用领域,形成了新兴的产业并渗透到国民经济、科学、社会和人民生活的各个方面,证明了GPS系统的巨大成功。

而GLONASS系统建成之后由于种种原因不能及时进行补网发射,使得系统从1999年起处于瘫痪状态,至今尚不能单独提供全球卫星导航应用服务。美国GPS的成功,除了拥有强大的技术与经济实力外,主要得益于有一个连贯的发展管理体制及相关国家政策,而俄罗斯对GLONASS发展的管理体制和相关政策不太明确,许多计划和政策经常不能落实到位,造成目前应用不广的局面。欧洲伽利略计划初期采取的公私合伙经营(PPP)管理体制的失败,导致计划延后、经费大量超支等严重后果。目前俄罗斯和欧盟都在吸取本国的教训和美国的经验,也制定了适合自己的管理体制和政策措施。为此,借鉴国外的经验教训,对我国顺利发展北斗二代导航系统具有重要意义。

一、美国GPS系统的管理体制及政策

为了确保GPS系统在全球应用中占据绝对优势,美国对GPS的管理已从军方单独管理向军民共同管理发展,并不断完善天基定位导航政策,强化组织领导,明确职责,加强管理,鼓励并促进GPS在全球的推广应用。

1.国家级定位、导航和授时(PNT)政策的实施与管理

为确保美国国家与国土安全以及民用、科学和商业应用增长的需求,2004年12月8日,美国总统布什批准了《美国天基定位、导航和授时政策》,即美国PNT政策,用以替代1996年3月28日发布的全球定位系统政策。新政策的目的是确保美国天基定位、导航和授时服务,增强系统、后备支持及服务的拒绝与阻断能力。根据政策要求,成立永久性的国家天基定位、导航和授时执行委员会(将原先的GPS部际协调委员会升级为国家级执行委员会),对美国的天基PNT系统进行管理。国防部和运输部部长或由他们指定的代表担任执行委员会主席,成员由国务院、商业部、国土安全部、参谋长联席会议、国家航空航天局(NASA)和其它相关部、局相同级别的代表组成。总统行政办公室的成员为执行委员会的观察员,联邦通信委员会主席为执行委员会的联络员。国防部和运输部部长将制订执行委员会的运作程序。执行委员会下设国家天基定位、导航和授时协调办公室,作为执行委员会的参谋机构。

2.GPS的军事应用及运行由PNT委员会统一部署和管理

GPS的军事管理和运行在国家天基PNT委员会的统一部署下,主要由国防部负责。国防部长对GPS的发展、采购、运行、维持和现代化提供所需资源负主要责任,并委托空军具体负责。美国空军航天司令部担任GPS系统计划、规划和采办,并为GPS发展提供经费保障,为GPS星座提供空间段和地面段支持。在保障经费的前提下,GPS星座的日常运行由空军第50联队委任第二运行中队管理。

另外,在美国航天司令部设立作战司令部(COCOM),可全权指挥军事作战、联合演习;利用空间力量(包括GPS系统)配合空军的各种作战任务;平时可责成各军种加强航天专业军事教育,培养航天方面的专业人才。因而COCOM可直接向空军航天司令部第14空军联队下达命令,管理GPS系统运行。

3.GPS民用管理是在运输部统一领导下、由民间GPS服务联络委员会组织实施

民用GPS的管理、运行与服务是在运输部领导下,由民间GPS服务联络委员会(CGSIC)组织具体负责管理实施的。CGSIC也是全球民用GPS用户和GPS服务提供者之间的重要联系纽带。CGSIC的主要目标是确定并满足对GPS状态的需求,已建立了公告服务即导航信息服务,每年至少举行一次会议。运输部是民用GPS服务运行和管理的领导者,对美国政府各个民用局、部需求的开发负有领导责任;它还发展美国差分GPS服务(NDGPS)。另外,为协调GPS民用,国防部和运输部达成协议,在空军航天司令部为运输部设置席位,即民用GPS联络部,作为运输部在空军航天司令部、国家航天司令部和空军第50航天联队的高级代表。

其中,在民用GPS的管理与服务中,美国海岸警备队担任民间GPS服务联络委员会组织中的重要角色,具体通过海岸警备队导航中心与民间GPS服务联络委员会使用标准定位服务的国际、国内民用用户保持联系。

目前民间GPS服务联络委员会的职责由运输部部长办公室确定,主席职位也由运输部部长办公室担任;海岸警备队导航中心担任执行主席,并负责日常管理事务。民间GPS服务联络委员会拥有700个成员,包括联邦政府、州、产业界、大学和59个国家。下设常务委员会、3个常设分委会和顾问小组。常务委员会负责民间GPS服务联络委员会的具体工作、维护成员职责、协调委员会会议;3个常设分委会包括国际信息分委会、授时信息分委会、国家和地区安全分委会;顾问小组由海、陆、空的代表组成,接受国会和GPS部际咨询委员会的指导。

二、俄罗斯GLONASS系统的管理体制与政策

GLONASS系统是俄罗斯以军为主、兼顾民用的国家系统。该系统从1980年正式启动,最初仅用于军事目的。前苏联解体后,随着系统研制进程的加快,其民用意义逐渐受到重视。1991年,前苏联即已宣布GLONASS系统向全球民用用户提供免费的导航服务;2007年12月27日,GLONASS系统的汽车导航仪在莫斯科上市销售,这标志着GLONASS系统正式进入了民用导航市场。近年来,俄罗斯政府批准执行的“GLONASS系统2002~2011年的发展计划”和《2006~2015年航天发展规划》,主要目标就是成功地开发、有效地应用GLONASS系统,保证国家、社会和经济的发展,保障国家安全;通过保证为俄罗斯和全球用户提供高质量的服务,保持俄罗斯在卫星导航领域的先进地位。

在经费支持方面,由于充分认识到导航卫星系统的重要性,近年俄政府对GLONASS的拨款也逐年增长:2006年拨款1.7亿美元(47.2亿卢布);2007年拨款3.6亿美元(98.8亿卢布),另外2007年已经额外拨出18亿卢布,以确保2008~2009年发射GLONASS卫星;2008年9月俄罗斯总理普京签署指令,增加26亿美元开发GLONASS系统。

1.借鉴美国GPS的管理体制,成立GLONASS项目部际协调委员会

一直以来,GLONASS系统的发展、运行与管理完全由俄罗斯军方控制。1999年俄罗斯总统令与政府声明发布后,为了保证和促进GLONASS系统的发展,俄罗斯借鉴美国GPS的管理体制,成立了由航天局、国防部、工业与能源部和运输部组成的GLONASS项目部际协调委员会,下设秘书处。秘书处负责将委员会提出的问题汇总,并将相关问题提交给GLONASS顾问委员会。顾问委员会给出咨询意见,目的是解决军民两用的协调发展问题。

2.GLONASS系统的总统令与政府声明构成GLONASS系统发展的政策基础

近年来,俄政府高度重视GLONASS系统,并重申GLONASS系统政策。1999年俄罗斯关于GLONASS系统的总统令与政府声明构成了GLONASS以后发展的政策基础,主要内容如下:①确定GLONASS系统为军民两用空间设施,应用于科学、社会经济目的以及俄罗斯联邦防务安全领域;②GLONASS是俄罗斯国家战略的重要组成部分;③GLONASS系统提供免费接入服务;④在俄罗斯领土内,鼓励使用GPS/GLONASS组合接收设备;⑤必须保证GLONASS与GPS及伽利略系统的兼容性与互操作性;⑥进入全球导航卫星系统的全球市场是GLONASS系统的发展目标。

另外,俄联邦政府已宣布了GLONASS对民用开放的一系列政策,这意味着俄罗斯已将GLONASS系统推向国际合作的新水平。政策主要内容包括:①俄罗斯军方与民用部门共享GLONASS控制权,即授权建立一个军民联合集团对GLONASS系统进行控制、维护和应用的协调。②容许外国公司在GLONASS系统中投资。③从2007年开始,取消所有民用精度限制,利用GLONASS确保精度和最大限度的商业化使用。④民用用户可于2007年晚些时候使用GLONASS系统,国外客户可于2009年开始使用。

三、欧洲伽利略系统的管理体制与策略

2002年3月,欧盟成员国正式启动欧洲独立自主的全球卫星导航定位系统——伽利略卫星导航系统,系统计划到2013年建成。伽利略计划发展一直不够顺利,先是第一阶段计划超支,然后是参加国之间的利益分配问题及伽利略商业运作模式如何实现等问题,使得伽利略计划滞后于计划近6年,总投资也已从最初设想的30多亿欧元增加到近50亿欧元,投资方式也由初期的公私合伙经营(PPP)方式改为目前由欧盟独家投资。欧盟目前已全面接管伽利略的工作。

2008年4月,欧盟立法机构欧洲议会通过伽利略计划的最终部署方案,为伽利略的发展铺平道路,标志着为期6年的伽利略计划基础设施建设阶段正式启动。

在管理和运作模式方面,伽利略系统采取由欧盟监管方式,早期研发和在轨验证费用由欧盟和欧空局均摊,部署阶段由欧盟独家承担所需经费;未来系统运行管理由欧盟委托的私营企业团队进行,但不承担风险。

四、启示与建议

综合分析国外卫星导航定位系统的管理体制及政策,对我国正在发展的北斗导航卫星系统工程具有重要的参考价值,尤其是对从北斗区域系统向全球系统的演变以及我国卫星导航产业的未来发展具有重要参考价值。

1.制定我国顶层卫星导航系统的长期发展规划及相关国家政策,确保系统长期稳定运行

美国GPS的成功,在很大程度上得益于对GPS系统发展的国家顶层规划以及相关政策的制定。因此,为了从政策法规上保障我国卫星导航系统及其产业长期、稳定和健康发展,应从现在起着手研究具有中国特色的卫星导航政策,并在时机成熟时制定和发布。

2.要有一个军民结合、分工明确和职责分明的组织管理体系,并整合民用卫星导航产业的管理

美国GPS计划有一个统管全局的GPS办公室,值得我们借鉴。而目前我国民用卫星导航产业的行政管理部门多,职责分工不明确,影响了其健康有序地发展。因此,及时整合中国卫星导航系统的组织管理体制,建立民用主管部门、确立国际合作主管机构已经提上议事日程,并成为当务之急。

3.要重视地面应用系统的同步开发

美俄两大系统从军事、经济和社会效益上,形成鲜明对照,根源在于是否重视地面应用。俄罗斯GLONASS系统目前的艰难处境虽然有多方面原因,但其中最重要的教训就是俄军方长期以来只重视导航卫星系统的研发和部署,很少有人关注系统建成后对国家经济的回报率。为此,建议我国北斗二代导航卫星系统在建设空间段的同时,应投入更多力量开展地面应用系统的预先研发工作。

 

作者:文轩   来源:通信世界报 第711期 第21版
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