研發(fā)17年終于運行：歐洲伽利略衛(wèi)星導航系統(tǒng)精確度達一米之內(nèi)
因投資規(guī)模從最開始預計的10億歐元飆升到100億歐元，許多歐盟成員國不愿出錢導致項目一拖再拖，歷經(jīng)17年來的數(shù)次預算增加和因衛(wèi)星發(fā)射失敗造成的技術(shù)延誤后，歐洲伽利略衛(wèi)星導航系統(tǒng)近日終于上線投入運行，向智能手機和汽車內(nèi)接收裝置發(fā)出第一批衛(wèi)星信號。這一將由30個超強衛(wèi)星組成的導航系統(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)星導航系統(tǒng)（GLONASS），成為全世界精確度最高的定位導航技術(shù)，從而結(jié)束歐洲長期以來對GPS與GLONASS的依賴。
歐洲伽利略衛(wèi)星導航系統(tǒng)模擬圖
但伽利略系統(tǒng)絕不僅僅是一個定位導航系統(tǒng)，它更是一個意義重大的科學工具，該系統(tǒng)將大幅提升科學家們對大氣和地球科學的研究能力。
定位精確度達一米以內(nèi)由于其衛(wèi)星數(shù)量更多且安裝了最精確原子鐘，運行300萬年后誤差也只有一秒，伽利略導航能提供更好的信號、傳遞更多信息，其免費定位精確度可達到一米以內(nèi)，付費服務(wù)精確度更高，達到厘米以內(nèi)，而GPS和GLONASS只能達到幾米。
伽利略系統(tǒng)目前有18顆衛(wèi)星在軌運行，開始階段信號會時斷時續(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，其信號傳導會更加可靠，屆時將提供前所未有的精準時間和位置數(shù)據(jù)。
未來20年市值900億歐元伽利略衛(wèi)星導航系統(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)的信號就能順利到達。
負責開發(fā)這一技術(shù)的歐盟委員會和歐洲空間局表示，一些手機生產(chǎn)商已著手制造相關(guān)芯片，今后只要裝載兼容伽利略導航系統(tǒng)的芯片，智能手機和導航盒都可免費使用導航服務(wù)，有些甚至只需通過軟件升級就能使用。
現(xiàn)在，華為Mate9和西班牙的一種手機已經(jīng)裝備了兼容伽利略導航系統(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)兼容伽利略導航系統(tǒng)的十幾種芯片。這些產(chǎn)業(yè)合作將為伽利略導航注入大量資金和創(chuàng)新元素，幫助開發(fā)出全新運用和服務(wù)。
據(jù)估計，伽利略導航系統(tǒng)將為歐盟GDP貢獻10個百分點，這一比例到2030年會增加到30%。歐盟委員會表示，伽利略衛(wèi)星導航系統(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。
開創(chuàng)地球科學新時代加拿大紐布倫斯威克大學衛(wèi)星導航系統(tǒng)專家理查德·朗格里認為，伽利略導航的另一大價值是增強了科學家們對大氣和地球科學的研究能力。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)有美俄導航衛(wèi)星、日本和印度計劃中的導航衛(wèi)星，全球繞地導航衛(wèi)星數(shù)將增加到130顆，大氣層內(nèi)將流動著更多類型的無線波信號，頻率范圍分布更廣，有助于建立更加精準的地球系統(tǒng)模型。
借助豐富的無線電信號，研究人員能提取地球大氣中導航衛(wèi)星信號，測量出大氣溫度、壓力、密度及水蒸氣含量，提高天氣預報和氣候研究的準確性。
導航衛(wèi)星信號還可用來測量大氣上層電離層的電子密度，跟蹤預報耀斑和日冕物質(zhì)拋射等太空災害，并提前預警海嘯和地震等重大災難。這些災害事件會嚴重干擾大氣，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，因此能更好評估海嘯和地震的震級。
德國地球科學研究中心科學家延斯·魏克德表示，多個導航系統(tǒng)結(jié)合使用，還能大大改善對海洋風速、海面潮水的強度和高度等的測量?，F(xiàn)有對海洋的遠距離觀測主要基于飛機或飛船接收到的雷達信號，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，而導航衛(wèi)星信號有望大大改善海洋觀測結(jié)果。魏克德正在開展的研究項目，計劃2019年搭載能接收導航衛(wèi)星信號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。
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