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中科院博导:想破解北斗?不如去研发时光机(组图)

www.sinoca.com 2016-06-27  中国科普博览


  北斗系统当时正在如火如荼建设过程当中,如果推迟发射的话,进程必然会延误,带来的经济损失不可估量。当时的指挥系统决定冒雨发射,在两次雷电的间隙,发了。非常幸运,北斗第9颗卫星升空了。在同年年底北斗开始试运行。现在,北斗系统已经发射了22颗卫星,已经能够为中国以及我们周边地区提供非常稳定的导航定位服务。

  北斗到底有什么用?用途“只受想象力限制”

  大家可能会问北斗系统已经发射这么多颗卫星,北斗到底有什么用呢?首先,业内有这样一句名言:“卫星导航定位系统的应用只受想象力的限制”,毫不夸张的说,作为典型的国家重器,它就像我们水、电、还有公路一样,是我们社会建设基础的保障。欧盟曾经做过估算,卫星导航服务中断2天就会给整个欧洲带来超过 10亿欧元的损失。下面我们来看一下北斗应用的相关视频。

  北斗提升精确打击精度,小动物也被吓坏了

  这是北斗系统一些典型应用,这个是藏羚羊迁徙,北斗系统保护野生动物;大兴安岭发生火灾,北斗系统能够为营救人员提供方位和方向的服务;这是北斗系统用于精确打击,在安装北斗系统后,我们国家的精确打击,由上千米变到几十米这样一个量级范围,连小动物也被吓坏了;这是北斗用于海洋渔业,在海洋上我们所用的通信定位手段都非常少,有了北斗卫星导航,能够有效保障渔民的生命安全;这是北斗系统用于大型车辆定位和监控;这是北斗系统用于我们精准农业,在农业现代化当中我们可以用北斗系统非常精密的控制;这是北斗系统用于我们大型集装箱航运和海运。

  以上这些只是北斗系统应用非常基本的方面,在这里,我想重点强调一下我们刚才看到的海洋渔业的应用。在这个应用中,北斗系统不仅提供了位置、导航和授时这样的功能,而且还提供通信功能,渔民在海上能够用北斗系统发短信,报平安。通信功能到底有什么用呢,这里我想引用一下美国GPS之父帕金森教授的一句名言,他曾经这样盛赞北斗的导航通信一体化功能:“既能够知道你在哪里,也能够知道我在哪里,这是多么美妙的体验。”

  那么通信到底有什么用呢?给大家举一个简单的例子,大家都看过《鲁宾逊漂流记》吧,如果有一天一个人漂流到了孤岛上,能怎么办呢?如果这个时候他选择的是 GPS,他只能知道自己在什么位置,无法通知别人前来救援,所以他还是只能够在荒岛上求生。如果我们用的是北斗系统,情况完全不一样了,我们既可以知道自己位置在哪里,而且还能够把我们位置发送到方圆几十公里、几百公里甚至千里之外的人。相信我,如果你选择了北斗定位系统,你很快就可以在救援船上和你手持 GPS的小伙伴说再见了~

  我们讲了这么多北斗系统非常好用,而且可用,为什么现在好像在生活当中我们大家似乎很少用北斗,好像GPS多一点。GPS卫星导航定位系统比北斗系统早建设了大约20年,20年的历史鸿沟不是我们一朝一夕技术能够填补的,GPS系统的应用推广都已经非常成熟,比如现在最便宜的GPS芯片可能大约两美元左右,而北斗系统的芯片价格由于量产等原因可能仍然普遍在百元左右。用不起制约着北斗发展,但是用不起不是制约主要因素,不敢用、不想用,这才是制约北斗发展的重要原因。

  清华女生破解北斗?

  北斗系统从诞生到现在,虽然已经通过多方面证明,精度和可靠性,完全不输GPS导航系统,但是人们对北斗系统有着种种质疑。这是网上大概2011年左右传得比较沸沸扬扬的新闻,当时媒体使用的标题是“清华女生破解北斗送给美国”,或者是“北斗上百亿的投资打水漂”等等,比较耸人听闻。那么北斗真的如此不堪一击吗?当然不是。事实上真正不可靠的是GPS系统。因为GPS系统只被我们开放了民码,而且GPS民码信号战争时候很容易说变就变,美国就曾经在海湾战争的时候对欧盟关闭了GPS的信号,欧盟也非常的不满意,所以为了保障自主权,欧盟才开始建伽利略系统。对我们来讲也是如此,为了保障我们的可靠性,我们国家开始建设属于我们自己的北斗系统。

  2011年,高杏欣因“破解”北斗,获得美国航空无线电委员会的表彰

  我们回到清华女生破解北斗这个新闻上,实际上她只是破译了北斗的民码信号的伪码序列。首先第一点,北斗建设过程当中,我们为了兼容和互操作的考虑,北斗的民码设计和GPS、伽利略都是一脉相承的,并没有特殊设计。我国希望全世界人民都能使用北斗,不仅是中国的北斗,也是世界的北斗。她想破解这个没有经过加密的民码信号,首先是没有技术难度的。从科学研究的角度来讲就是一个信号检测与估计的问题。事实上2012年的时候,我们国家已经公布了北斗的ICD文件,告诉了大家我们的民码格式,希望全球的接收机厂商都能用这个ICD文件来生产相应的北斗接收机。

  除了民码之外,北斗还有军码,军码经过了加密等特殊设计等,这是稳定可靠的。如果想破解军码系统,我们可能建议一些更简单的方式。那就是造时空穿越机穿越回到北斗军码设计的时候在旁边偷听好了。这个技术难度都比从技术上来破解北斗军码更容易一些。所以,大家要相信我们北斗系统非常好用,而且非常稳定的。

  作为一个卫星导航的普通科研工作者,我们相信北斗这一艘巨轮在大家支持下,在我们的不懈努力下一定可以继续乘风破浪走向世界,谢谢大家。加拿大华人网 http://www.sinoca.com/



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