研發(fā)17年終于運(yùn)行：歐洲伽利略衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)精確度達(dá)一米之內(nèi)

　　因投資規(guī)模從最開始預(yù)計(jì)的10億歐元飆升到100億歐元，許多歐盟成員國不愿出錢導(dǎo)致項(xiàng)目一拖再拖，歷經(jīng)17年來的數(shù)次預(yù)算增加和因衛(wèi)星發(fā)射失敗造成的技術(shù)延誤后，歐洲伽利略衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)近日終于上線投入運(yùn)行，向智能手機(jī)和汽車內(nèi)接收裝置發(fā)出第一批衛(wèi)星信號(hào)。這一將由30個(gè)超強(qiáng)衛(wèi)星組成的導(dǎo)航系統(tǒng)有望超過美國全球定位系統(tǒng)（GPS）和俄羅斯的“格洛納斯”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（GLONASS），成為全世界精確度最高的定位導(dǎo)航技術(shù)，從而結(jié)束歐洲長期以來對(duì)GPS與GLONASS的依賴。

　　歐洲伽利略衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)模擬圖

　　但伽利略系統(tǒng)絕不僅僅是一個(gè)定位導(dǎo)航系統(tǒng)，它更是一個(gè)意義重大的科學(xué)工具，該系統(tǒng)將大幅提升科學(xué)家們對(duì)大氣和地球科學(xué)的研究能力。

　　由于其衛(wèi)星數(shù)量更多且安裝了最精確原子鐘，運(yùn)行300萬年后誤差也只有一秒，伽利略導(dǎo)航能提供更好的信號(hào)、傳遞更多信息，其免費(fèi)定位精確度可達(dá)到一米以內(nèi)，付費(fèi)服務(wù)精確度更高，達(dá)到厘米以內(nèi)，而GPS和GLONASS只能達(dá)到幾米。

　　伽利略系統(tǒng)目前有18顆衛(wèi)星在軌運(yùn)行，開始階段信號(hào)會(huì)時(shí)斷時(shí)續(xù)，需要依靠GPS衛(wèi)星的幫助，但等2020年前完成另外12顆衛(wèi)星的發(fā)射，共30顆衛(wèi)星盤旋在地球上空23333公里高度，其信號(hào)傳導(dǎo)會(huì)更加可靠，屆時(shí)將提供前所未有的精準(zhǔn)時(shí)間和位置數(shù)據(jù)。

　　伽利略衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)官網(wǎng)表示：“等30顆衛(wèi)星全部就位，其搜救服務(wù)能大大縮減人員搜救時(shí)間，比如，落入海底或山間迷路人員的搜救，將從之前的3小時(shí)縮短到10分鐘。”無論是隧道內(nèi)，還是被高樓大廈圍繞的街道，只要有人在，伽利略系統(tǒng)的信號(hào)就能順利到達(dá)。

　　負(fù)責(zé)開發(fā)這一技術(shù)的歐盟委員會(huì)和歐洲空間局表示，一些手機(jī)生產(chǎn)商已著手制造相關(guān)芯片，今后只要裝載兼容伽利略導(dǎo)航系統(tǒng)的芯片，智能手機(jī)和導(dǎo)航盒都可免費(fèi)使用導(dǎo)航服務(wù)，有些甚至只需通過軟件升級(jí)就能使用。

　　現(xiàn)在，華為Mate9和西班牙的一種手機(jī)已經(jīng)裝備了兼容伽利略導(dǎo)航系統(tǒng)的芯片。高通、博通、英特爾、聯(lián)發(fā)等科技巨頭們正在生產(chǎn)兼容伽利略導(dǎo)航系統(tǒng)的十幾種芯片。這些產(chǎn)業(yè)合作將為伽利略導(dǎo)航注入大量資金和創(chuàng)新元素，幫助開發(fā)出全新運(yùn)用和服務(wù)。

　　據(jù)估計(jì)，伽利略導(dǎo)航系統(tǒng)將為歐盟GDP貢獻(xiàn)10個(gè)百分點(diǎn)，這一比例到2030年會(huì)增加到30%。歐盟委員會(huì)表示，伽利略衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)將在未來20年創(chuàng)造900億歐元的市值，多年投資將獲得回報(bào)。

　　加拿大紐布倫斯威克大學(xué)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)專家理查德·朗格里認(rèn)為，伽利略導(dǎo)航的另一大價(jià)值是增強(qiáng)了科學(xué)家們對(duì)大氣和地球科學(xué)的研究能力。到2020年，其30顆衛(wèi)星部署成功，再加中國北斗系統(tǒng)的35顆衛(wèi)星，以及現(xiàn)有美俄導(dǎo)航衛(wèi)星、日本和印度計(jì)劃中的導(dǎo)航衛(wèi)星，全球繞地導(dǎo)航衛(wèi)星數(shù)將增加到130顆，大氣層內(nèi)將流動(dòng)著更多類型的無線波信號(hào)，頻率范圍分布更廣，有助于建立更加精準(zhǔn)的地球系統(tǒng)模型。

　　借助豐富的無線電信號(hào)，研究人員能提取地球大氣中導(dǎo)航衛(wèi)星信號(hào)，測量出大氣溫度、壓力、密度及水蒸氣含量，提高天氣預(yù)報(bào)和氣候研究的準(zhǔn)確性。

　　導(dǎo)航衛(wèi)星信號(hào)還可用來測量大氣上層電離層的電子密度，跟蹤預(yù)報(bào)耀斑和日冕物質(zhì)拋射等太空災(zāi)害，并提前預(yù)警海嘯和地震等重大災(zāi)難。這些災(zāi)害事件會(huì)嚴(yán)重干擾大氣，向電離層發(fā)射聲波和引力波，引起上層大氣電子密度發(fā)生改變，因此能更好評(píng)估海嘯和地震的震級(jí)。

　　德國地球科學(xué)研究中心科學(xué)家延斯·魏克德表示，多個(gè)導(dǎo)航系統(tǒng)結(jié)合使用，還能大大改善對(duì)海洋風(fēng)速、海面潮水的強(qiáng)度和高度等的測量。現(xiàn)有對(duì)海洋的遠(yuǎn)距離觀測主要基于飛機(jī)或飛船接收到的雷達(dá)信號(hào)，以及其他衛(wèi)星搭載的儀器發(fā)回的數(shù)據(jù)，這些測量的空間分辨率最高只有大約每10天80公里，而導(dǎo)航衛(wèi)星信號(hào)有望大大改善海洋觀測結(jié)果。魏克德正在開展的研究項(xiàng)目，計(jì)劃2019年搭載能接收導(dǎo)航衛(wèi)星信號(hào)的芯片裝置飛到國際空間站，將海洋監(jiān)測的空間分辨率提高到每4天幾公里。