人造衛星解析／美衛星罩全球 大陸想擺脫
2012/02/20 【聯合報╱本報記者蔡永彬】[img]http://mag.udn.com/magimages/4/PROJ_ARTICLE/0_0/f_372339_2.jpg[/img]
研究人員把訊號發射器裝在候鳥身上，即可透過導航衛星，追蹤鳥類的飛行路線。 （法新社）
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全球衛星定位導航系統 資料來源／法新社 製表／陳韻涵
從1973年美國軍方啟動稱為「全球定位系統」（GPS）的衛星導航系統計畫起，直到現在，GPS的31顆衛星在人們日常生活中已經不可或缺。地面站或導航設備對這發射的訊號進行擷取、追蹤、處理、與解碼，讓飛機、汽車、船舶用它來導航；金融、消防、與警政部門用它來監控、報警。
GPS幾乎獨佔全球導航定位應用，雖然美國承諾開放大眾使用，但在「特殊情況」下，美國軍方可以降低導航精度、隨時變換編碼、進行區域性管理。我國家太空中心飛行控制組組長林辰宗表示，美軍透過以上3種方式限制軍方以外的使用者，例如1996年台灣海峽局勢緊張的時候，美國便透過GPS系統干擾中國大陸軍事演習。
中國大陸開發自己的北斗衛星導航系統後，成為世界上第3個提供全球定位系統服務的國家。台灣太空中心主任張桂祥指出，這項系統有商業和軍事價值，他認為中國大陸「企圖心非常明顯」。
世界上已經有美國的GPS、俄羅斯的GLONASS（Global Navigation Satellite System）2個系統，每個系統各24顆衛星，提供全球定位、導航服務。張桂祥說，歐盟雖然也在發展Galileo（伽利略）衛星系統，但中國大陸發展進度快一些。
張桂祥表示，中國大陸的北斗系統分成兩代，去年底試運行的是第2代，共有10顆衛星，目前涵蓋範圍約在亞洲、太平洋地區。張桂祥說據他了解，目前「北斗」還有一些技術無法比上GPS，中國大陸將在2020年增加到30顆衛星。
張桂祥指出，在商業上，汽車、手機等都需這套系統；中國工程院院士劉經南曾指出，大陸衛星導航產業產值在2020年將有2600億人民幣。在軍事上，張桂祥說如果「用別人的」，就有被管制的麻煩。
中國大陸有了自己的一套系統後，各國無不猜測，這套衛星未來勢必發展軍事用途，就算中國始終都不承認。
人造衛星解析／GPS勁敵 北斗衛星來了
2012/02/20 【聯合報╱本報記者蔡永彬】[img]http://mag.udn.com/magimages/4/PROJ_ARTICLE/13_104/f_372341_1.jpg[/img]
大陸的衛星技術已和美俄不相上下，近幾年發射載人太空船，也積極布建導航衛星。圖為大陸自製自射的天宮一號和長征二F火箭的組合。 （新華社）
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去年年底，中國大陸北斗（Beidou）衛星導航系統開始提供試運行服務，並公布一份測試版的介面控制文件（Interface Control Document），供使用者發展導航設備。他們預期今年底前再發射6顆衛星並正式運行，服務區域涵蓋大部分的亞太地區，提供定位、導航和授時服務能力；2020年左右再增至約35顆衛星，提供全球服務。
[b]全球定位 最少需24顆[/b]
台灣國家太空中心飛行控制組組長林辰宗表示，1980年代中國大陸便開始規畫、研製自己的區域衛星導航系統；1994年「北斗計畫」正式成立，執行初期要求「導航精度要高，要有自己的創新」，所謂「創新」就是指北斗獨有、美國的GPS（Global Positioning System）系統不具備的短文（Short Message）通信功能，就像是傳簡訊。
[b]北斗系統 擴展至民生[/b]
林辰宗指出，假設衛星系統要標定某目標的位置，該目標的接收站要能同時接收4顆衛星的資料，才能解出三度空間加上時間資訊。依據計算，全球定位最少需要24顆衛星，但這樣在南、北極還是會有些死角。
定位系統的原理在於衛星不斷傳送訊號到地面上的接收器，兩者的距離能由該訊號傳送的時間乘以電磁波速度求得。只要有3個衛星的資訊，就可以決定某點的三度空間位置。然而，導航衛星與接收器之間會有時間差，因此「時間」也成為變數，所以總共需要至少4顆衛星的資訊。
如今，中國大陸軍隊的導航和時間標準已經逐步轉換至北斗，金融、電力、漁政和森林防火等民生領域，也逐漸使用北斗系統。根據當前計畫，今年中國大陸將擴展服務至大部分的亞太地區。
林辰宗說，北斗衛星導航系統預期年底前將定位精度從試運行的25米提升到10米。
[b]2020年 預期掃描全球[/b]
2020年時，中國大陸預期有5顆「靜止地球同步軌道衛星」，分布於東經80至140度的赤道上空；還有30顆非靜止軌道衛星，其中包含27顆「中軌道衛星」，分布於傾角55度的3個軌道面，和3顆位於東經120度、傾斜55度的「地球同步衛星」，它們一起達成掃描全球的任務。
小辭典／4大衛星定位系統
●美國GPS：由繞地球運行的24顆衛星組成，分布在地表上空2萬公里的軌道上。GPS有強大軍事用途，但美國只開放商業領域（軍用訊號提供更高的導航精度，但一般使用者無法解碼）。
●歐洲Galileo：衛星有30顆，宣稱最高精度比GPS高10倍。有專家比喻，如果GPS只能找到街道，「伽利略」可找到車庫。
●俄羅斯GLONASS：最初計畫由24顆衛星組成，軍民兩用，但一度因為經費不足停頓，導致部分衛星老舊不堪使用，最近重新發射新衛星，至少要達到18顆衛星後，才能發揮導航定位功能。目前GLONASS 擁有24顆衛星，提供全球導航服務，俄國宣稱定位精度可達1公尺。
●中國大陸北斗：由5顆靜止軌道衛星和30顆非靜止軌道衛星組成，提供定位、測速和時間校對以及獨有的短文通信服務，定位精度可達10公尺（相當GPS）。
人造衛星解析／全球4衛星 導航大比拚
2012/02/20 【聯合報╱本報記者蔡永彬】國家太空中心飛行控制組組長林辰宗表示，美國的GPS是目前全世界應用最為廣泛、最成熟的衛星導航定位系統。美軍在1973年時為了軍事用途研發了GPS，它在1991年波斯灣戰爭期間大展身手。
林辰宗說，GPS的用戶只要購買GPS接收機就可以免費使用服務，民用信號的精度約10公尺左右，軍用精度更好。美國正積極更新GPS衛星系統，希望符合使用者需求。
林辰宗指出，俄羅斯從1993年開始獨自建立GLONASS系統，因為資金問題，去年才全面運轉，目前軌道上有24顆衛星提供導航服務。
俄羅斯規畫2015年增加到30顆衛星，屆時GLONASS的導航精度將與GPS相當。
目前GLONASS的民用和商業用戶非常少，主要原因是用戶端的設備發展嚴重落後。
Galileo衛星導航系統是歐盟和歐洲太空總署正在發展的計畫。林辰宗指出，初衷是使歐盟在衛星導航問題上擺脫對美國和俄羅斯的依賴，2003年5月開始發展第一階段。歐洲太空總署預期2014或2015年前，Galileo系統將包含4顆軌道驗證衛星與14顆操作型衛星，由這18顆衛星負擔第一階段的導航服務。
人造衛星解析／必學單字大閱兵
2012/02/20 【聯合報╱記者蔡永彬】satellite 衛星、人造衛星
global positioning system 全球定位系統（GPS）
position dilution of precision 定位精度因子（PDOP）
延伸閱讀
1. 李天文等編著，《GPS原理及應用》（簡體中文），科學出版社，2010年11月01日。
2. Bernhard Hofmann-Wellenhof等著、程鵬飛等譯，《全球衛星導航系統︰GPS、GLONASS、Galileo及其他系統》（簡體中文），測繪出版社，2009年08月01日。
3. 李鳴生著，《走出地球村︰中國第一顆人造衛星上天記》（簡體中文），人民出版社，2009年07月01日。
4. 黃丁發著，《GPS衛星導航定位技術與方法》（簡體中文），科學出版社，2009年06月01日。
5. 安守中著，《GPS定位原理及應用》，全華圖書，2005年11月24日。
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