中国北斗卫星导航系统的崛起与地缘意义

来源:海国图智研究院 时间:2022-01-07

摘要

近年来,全球导航卫星系统的战略重要性日益增长。美国主导的全球定位系统(GPS)的领先地位也已经开始动摇。通过加强在非洲、亚洲和中东等关键“一带一路”地区的合作计划,中国的北斗导航系统旨在提供比美国GPS更有效的导航与定位技术,并将在持续的大国博弈中发挥关键作用。



图源:人民网,http://en.people.cn/n3/2019/0408/c90000-9564487.html

自 1972 年以来,美国发明的全球定位系统(GPS)在导航领域一直处于领导地位。卫星导航系统的发展由冷战推动,不仅促使美国发明了GPS,还促成了俄罗斯定位系统GLONASS的诞生。近年来,卫星导航系统在各个领域都起到了极其重要的作用,不仅涉及民用的蜂窝设备,还涉及到更多高风险的军事行动。卫星导航的战略重要性也在近年来吸引更多的国家参与其建设。目前,全球主要卫星导航系统包括美国的GPS、中国的北斗导航卫星系统、俄罗斯的 GLONASS、欧盟的伽利略和印度的NavIC。尽管 GPS 在卫星导航领域享有领先优势,但中国北斗系统的建成可能会改变卫星导航领域的发展动态。究竟是什么推动了中国北斗的崛起?其对中美和主要合作伙伴之间的地缘政治格局又会带来什么影响?

一、北斗系统建设初衷:保障国家安全,支持多边合作

1996 年,台湾海峡危机中,GPS系统所带来的挑战为中国敲响了警钟,迫使中国通过研发本土卫星导航技术来保证国家战略安全。北斗导航卫星系统由中国国家遥感中心(NRSCC)建设,经历了三个阶段的发展。2000 年,北斗一号由三颗卫星所组成,只为中国提供覆盖,旨在增强其军队的精确导航和授时(PNT)。2005年,中国与欧盟伽利略签署了谅解备忘录,希望共同开发全球覆盖卫星导航项目。然而,由于对项目进展的不满以及中欧利益出现了分歧,导致中国最终退出了伽利略项目并独立建设北斗系统。北斗二号于2012年全面投入运营,在北斗一号的基础上还扩展了另外 16 颗卫星,并已覆盖亚太地区。2015年,中国正式发射北斗三号,其中包括35颗卫星,以实现中国卫星导航系统的全球覆盖。2020 年 6 月 23 日,最后一颗卫星发射升空,完成了中国自主研发的 20 年建设蓝图,以实现在卫星导航领域的自主权。
 
虽然建设北斗的初衷是国防和国土安全,但目前中国北斗系统的应用范围已经远不限于此。自2018年以来,北斗三号通过在海洋和渔业、精准农业、交通、电信和救灾等一系列领域提供服务,在商业上也取得了成功。更重要的是,北斗是中国数字丝绸之路(DSR)计划的关键组成部分。DSR 于2015 年启动,是对更广泛的“一带一路”倡议 (BRI) 的核心补充。为了改善全球连通性,DSR 着手进一步推进数字基础设施,包括全球卫星导航系统,并确保“一带一路”国家之间的互操作性。预计到2025 年,中国北斗卫星导航产业的市值将达到 1 万亿元人民币(1560 亿美元),年增长率高达20%。

二、北斗系统与数字丝绸之路:在亚洲广泛运用

作为中国DSR的重要组成部分,北斗的地区影响力在不断扩大:在“一带一路”倡议签约的142个国家中,有100多个国家频繁观测北斗卫星。

非洲

2021年11月,来自非洲国家和非盟的600多名代表出席了首届中非北斗合作论坛。此次论坛有近50个非洲国家参加,其中包括8位政府部长和8位大使,是推动中非基础设施和航天领域合作、深化“一带一路”合作的一个重要的里程碑。非洲国家和中国代表都表示愿意利用北斗的优势促进非洲社会经济发展。近年来,中国还为埃塞俄比亚发射了两颗卫星,并为苏丹、阿尔及利亚、尼日利亚和刚果的航天项目提供了支持。得益于中国对非洲航天领域的潜力的挖掘,未来5年,非洲航天产业价值有望接近100亿美元,与此同时,中国也通过自己的通信导航技术和解决方案为非洲的“一带一路”建设和发展提供助力。

亚洲

在亚太地区,北斗的广泛应用并不令人意外——北斗三的功能在该地区得到了极大的增强,其在该区域的精度明显高于GPS。自 2013 年以来,泰国一直托管北斗的连续运行参考站 (CORS)。随后,中国与泰国科技部地理信息与空间技术发展署签署了谅解备忘录,以进一步推进北斗领域的合作。2018年,柬埔寨签署了1.5亿美元的卫星发射框架协议。目前,北斗也在柬埔寨被用于改善商业交通领域。同样,北斗在其他国家的一系列部门也被广泛应用,例如老挝的精准农业、印度尼西亚的海上定位和缅甸的土地规划。2020年,北斗的海外部署已超越民用,中国卫星导航系统现已支持巴基斯坦的军事需求。作为“一带一路”倡议的核心地区,亚太地区的伙伴关系对中国的太空计划日后的发展具有特别重要的意义。

中东

2021年12月,在第三届中阿北斗合作论坛上,中阿双方均表示希望继续在北斗领域开展合作。从2022至2023年,中国和阿拉伯国家将开展试点,进一步推动北斗在各个领域和领域的应用。此外,双方都有开设更多的卫星导航技术培训班的意愿。为了进一步加强双方经贸合作和教育联系,中方还将为阿拉伯国家学生提供航海和通信奖学金。目前,北斗已经支持了中东地区许多领域的重要发展,如阿联酋铁路的建设以及管理。通过论坛签署的联合行动计划,北斗在中东的应用合作将会是中阿双赢的结果。

拉丁美洲

2020年12月,中国与阿根廷签署了卫星导航领域的谅解备忘录,这是中国与南美地区的首个此类协议。根据谅解备忘录,双方将共同推进卫星导航系统的应用、测试和评估、教育和培训。中方将通过建设北斗中心、支持阿根廷部门采用北斗服务等方式,为阿根廷的经济社会发展提供助力。中国与阿根廷的谅解备忘录的签署标志着中国在拉丁美洲的北斗计划的新篇章,这也是“一带一路”倡议的一个相对较新但重要的补充。

三、北斗系统在全球南方的崛起及地缘意义

作为 DSR 的一部分,北斗系统在全球南方的迅速崛起与广泛采用,离不开中国与“一带一路”倡议的广泛合作伙伴关系。与美国主导的 GPS 相比,北斗系统有几个比较优势。

首先,通过中国的三阶段建设战略,北斗能够更快地实现商用。此外,通过学习早期阶段的发展,研究人员能够更好地改进北斗三号的设计。因此,北斗网络的精度大大提高,取得高于GPS和伽利略的10cm精度性能。其次,在亚太地区,北斗三的功能要优于GPS,这突出了北斗在该区域的重要性并解释了为何北斗能够在亚太地区被广泛利用。更重要的是,北斗在市场的潜力有望继续增长。2019 年,亚太地区占全球导航卫星系统总收入的三分之一。亚太地区的人均全球导航卫星系统设备持有量也低于欧洲和美国,预示着该行业的巨大增长潜力。此外,通过签署的各种谅解备忘录,中国表现出致力于满足“一带一路”合作伙伴的发展需求。通过支持拉美社会和发展,推动非洲航天事业,中国的北斗不仅增加了卫星导航领域的多样性,还表明北斗系统将有助于在亚洲、非洲和拉丁美洲范围内构建更好的整体互联网和技术体验。

与此同时,北斗和GPS并不是卫星导航领域的唯一参与者。欧盟的伽利略和俄罗斯的 GLONASS 也有一定的竞争力。与北斗和GPS的军事用途相比,欧盟的伽利略主要用于民用,中俄两国于近期达成协议,允许对方在自己的领土上设立地面监测站。在这一点上,中俄两国表现了对于全球导航卫星系统互操作性的共同价值观。值得注意的是,GPS 在过去几十年中几乎没有任何中断地成功运行,表现出令人难以置信的一致性和可靠性。目前,尽管北斗在其轨道上的卫星数量已经比 GPS 多 4 颗,但该系统面世不久可能面临可靠性和安全性问题。主要争论在于北斗独特的双向通信系统:北斗卫星不仅能够向地球发送信号,也可以接受来自个人设备的回传信号,而这项双向通讯能力也引起了对个人和国家安全的一些担忧。总体而言,尽管这些顾虑存在,北斗目前表现出了积极的趋势:来自美国卫星接收器公司 Trimble 的数据显示,在195 个主要国家中的 165 个国家的首都城市里,北斗卫星比 GPS 更频繁地被观测。

北斗系统的快速崛起,对于中美地缘政治动态以及中国在“一带一路”沿线地区的外交进展都具有重要意义。首先,通过北斗,中国现在在定位和导航服务方面拥有了完全自主权,这对中国的军事行动和国家安全尤其重要。通过精确导航,北斗使中国能够独立控制和指挥其部队,而不必依赖 GPS。通过获得对指挥和导航系统的关键控制,中国将能够更好地掌握南海等周边地区,避免1996年台湾海峡危机中出现的风险,从而在中美地缘政治格局中避免被动。其次,北斗在“一带一路”沿线国家的广泛应用,将是中国不断扩大外交努力,促进全球互联互通和全球南方一体化的重要一步。最后,对于想要进入全球市场的外国制造商来说,具备生产兼容北斗的设备的能力是必要的。通过北斗所带来的商业依赖性,中国能够取得一定的经济和政治优势,并在推广中国技术的同时打破美国施压包围孤立的负面影响。

四、余论与总结

在过去的二十年里,中国自主研发建设北斗导航卫星系统,主要是出于降低依赖西方技术的考量。如今,通过支持非洲、亚洲和拉丁美洲重点地区的发展,中国能够推动自己的卫星导航系统,扩大其技术和服务的商业收入,拓宽“一带一路”对接互操作性,并将持续在中美地缘政治格局中发挥重要作用。

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