在现代社会,卫星导航系统已成为人们生活中不可或缺的一部分,无论是手机地图导航还是车载定位系统,都离不开它的支持。然而,鲜为人知的是,曾经全球第二大的卫星导航系统——俄罗斯的格洛纳斯系统,曾一度陷入崩溃的边缘。该系统原本由24颗卫星组成,但到后来,仅剩6颗卫星在勉强维持运行,几乎名存实亡。幸运的是,中国的北斗系统及时伸出援手,为格洛纳斯系统带来了复兴的希望。
格洛纳斯系统的历史可以追溯到苏联时期。1976年,苏联开始研发这一系统,旨在为军事提供全球定位和导航服务。1982年10月12日,第一颗格洛纳斯卫星成功发射升空。经过十多年的努力,苏联终于在1995年完成了24颗卫星的部署,这些卫星分布在三个轨道平面上,每个平面8颗,形成了完整的全球导航网络。
此时,格洛纳斯系统已成为仅次于美国GPS的全球第二大卫星导航系统。它采用频率分多址技术,每颗卫星发射不同频率的信号,覆盖全球范围,为军民两用提供定位、速度和时间信息。俄罗斯继承这一系统后,原本期望能够稳定运行,但现实却并非如此。
1991年苏联解体后,俄罗斯经济陷入困境,资金链断裂。卫星维护需要巨额资金,但国家预算却捉襟见肘。卫星寿命一般三到七年,由于缺乏资金更换新卫星,老旧卫星逐渐出现故障。1996年1月18日,格洛纳斯系统正式运营,但问题已经接踵而至。
卫星老化、太阳能板损坏、信号发射器故障等问题频发。1997年,卫星数量降至18颗,覆盖率开始下降。1998年经济危机加剧,资金被挪作他用,卫星数量继续减少。到1999年,仅剩12颗卫星在轨运行。2000年,卫星数量进一步降至9颗。俄罗斯国防部报告称,系统可靠性达到最低点,无法支持全球任务。在军事演习中,舰船和导弹的定位偏差严重,影响了作战效果。
最惨淡的时刻出现在2001年4月,当时仅有6颗卫星在运转。全球覆盖需要至少18颗卫星来保证俄罗斯境内的连续服务,而24颗卫星才能实现全球覆盖。6颗卫星仅能勉强覆盖部分区域,信号间歇性丢失。俄罗斯的太空能力暴露出弱点,国际社会对此议论纷纷。格洛纳斯系统名存实亡,几乎无法使用。俄罗斯人意识到,这不仅关乎面子问题,更关系到国家安全。
此时,普京上台执政,将复兴格洛纳斯系统作为国家优先事项。2001年,他批准了复兴计划,并增加了资金投入。2002年至2011年期间,俄罗斯启动了联邦目标计划,从联邦资金中挤出预算用于卫星维护和更新。工程师们开始组装新卫星,第一批复兴卫星于2003年成功发射升空。
随着时间的推移,卫星数量逐渐回升。2004年达到10颗,2005年覆盖范围扩展到俄罗斯领土。2006年增至14颗,2007年资金再次增加,生产加速。2009年接近20颗,2010年最后几颗卫星准备就绪。2011年10月,格洛纳斯系统恢复了24颗卫星的配置,实现了全球覆盖。普京继续推动系统发展,2012年视察了发射现场。格洛纳斯系统从谷底中崛起,但内部努力仍显不足,需要寻求外部合作。
俄罗斯将目光投向了中国。中国拥有自己的北斗系统,该系统自1994年起步以来,不断发展壮大。2000年,北斗系统建成了区域服务网络。北斗系统采用码分多址技术,卫星分布在不同的轨道上,包括中圆轨道、倾斜同步轨道和静止轨道。俄罗斯看中了北斗系统的快速发展和技术优势。
2014年,中俄签署了卫星导航合作备忘录,重点在于实现兼容性和互操作。北斗信号和格洛纳斯信号逐步融合,用户设备可以同时使用两个系统,提高了定位精度和覆盖范围。
2015年5月,俄罗斯提议联合生产芯片。两国工程师共同分析了信号频段,并进行了融合测试。2018年11月27日,北京签署了政府间协议,涵盖了和平用途的多个方面。俄罗斯在中国设立了格洛纳斯地面站,中国也在俄罗斯设立了北斗地面站。
2019年7月26日,俄罗斯议会通过了相关法律,批准了合作框架。2022年2月4日,双方签署了协调协议,确保两个系统的互补性。2022年10月,合同允许托管地面站,三座俄罗斯地面站在中国建成,中国地面站也在俄罗斯边境设立。
这一合作对俄罗斯来说如同救命稻草。格洛纳斯系统剩余的卫星数据接入北斗网络,提高了系统的可靠性。芯片共享降低了成本,信号融合减少了盲区。北斗系统在2020年6月23日完成了全球部署,共有55颗卫星,最后一颗从西昌发射升空。俄罗斯受益于北斗系统的全球服务,节省了维护费用。中国则扩大了影响力,稳固了战略伙伴关系。两国同意共享技术,提高了定位精度。到2023年12月,合作已经扩展到更多领域。
如今已是2025年,格洛纳斯系统拥有26颗卫星,其中24颗在运营中。最新发射的卫星是在2025年3月2日进行的。俄罗斯计划到年底将活跃卫星数量扩展到30颗,并发射格洛纳斯-KM和格洛纳斯-V型卫星。新卫星的寿命将达到10到12年,精度提高到0.6米。而北斗系统则拥有35颗卫星,实现了全球覆盖。双方的合作继续深化,地面站运营正常。2025年协议得到续签,并扩展到民用领域如交通导航等。
卫星导航系统不仅关乎技术发展,更牵涉到国家独立和安全。俄罗斯从衰落到复兴,依靠的是内部投资和外部合作。依赖单一系统风险巨大,多系统兼容才是可靠之道。中国北斗系统从区域到全球的发展历程中,不仅帮助俄罗斯格洛纳斯系统续命成功,也挑战了GPS的主导地位。未来,中俄两国的联手合作有望创造更强的卫星导航网络,使用户受益更多,定位更快更准。