“伽利略”全球卫星定位系统再遭“停摆”危机

近日，欧盟“伽利略”全球卫星定位系统遭遇“停摆”危机。

据报道，自7月11日起该系统陷入完全瘫痪状态，除测试中的两颗卫星外，其余22颗卫星全部无法使用，导致使用“伽利略”系统的电子装置无法接收时间和定位信号。欧洲全球导航卫星系统局11日至13日连续发布预警，提醒使用“伽利略”系统的企业及政府机构，该系统服务已全面中断。直到17日，国际卫星导航监测评估系统发布消息，“伽利略”系统于16日19时恢复服务。

欧洲全球导航卫星系统局表示，问题出在位于意大利的精确计时设施授时出错，最终导致该系统瘫痪。

欧洲独立的定位系统

卫星定位系统的工作原理是通过测量卫星到用户接收机之间的距离，并综合多颗卫星数据计算出接收机的具体位置。时至今日，卫星定位系统已经深入社会生产和人们生活的方方面面，在车辆、船只、飞机导航、地球资源勘探、海洋救援、武器制导、卫星定轨等方面得到广泛应用。

此次闹“罢工”的“伽利略”系统被视为欧洲各国在高科技领域合作的产物。长期以来，欧洲国家使用美国GPS卫星定位系统，在很多领域受其制约。为改变这一局面，使欧洲在全球高科技竞争中获得有利地位，同时也为欧洲防务独立创造条件，1999年2月，欧委会在“伽利略-欧洲参与新一代卫星导航服务”通讯中首次提出“伽利略”计划，旨在打造欧洲独立的卫星定位系统。2002年3月，欧盟首脑会议就实施“伽利略”计划达成共识，该计划全面启动。

根据计划，“伽利略”系统由空间段、地面段和用户三部分组成。空间段由平均分布在3个轨道上的30颗卫星组成，其中27颗工作星，3颗备份星，卫星运行周期14小时，单颗卫星寿命不低于12年。地面段主要由2个位于欧洲的地面控制中心、6个测控站和多个数据上传站等组成。这次出现问题的精密定时装置就是属于意大利富齐诺控制中心的地面任务段。

号称“比其他系统更具优势”

按照欧洲人的设计思路，一旦“伽利略”系统建成，将比其他导航系统更具优势。例如，精度更高。GPS系统对地面目标的定位误差大约为10米，而“伽利略”系统的免费公共服务误差为1米左右，加密的收费服务误差为30厘米，这样高的定位精度与该系统卫星上搭载的原子钟有密切关系。

一位欧洲官员形容：“GPS只能定位火车在哪个区域行驶，‘伽利略’系统则能定位火车在哪条铁轨上行驶。”另外，信号更强。“伽利略”系统用户无论身处隧道里，还是高楼群中都能正常接收信号。该系统对地球两极的定位准确率与其他导航系统相比更具有优势。

除导航、定位、授时等基本功能外，“伽利略”系统还能提供搜索与救援等特殊服务。当用户在野外遇险时，“伽利略”系统的定位时间能够从3小时缩短至10分钟，定位范围也可从10米降低至5米以内，大大提升实施搜救的效率。据了解，该系统的卫星上安装有转发器，可以将求救信号从事故地点发送到救援协调中心，同时还会发送信号到事故地点，通知求救人员信号已被接收，相应的救援正在展开。

可靠性被质疑

尽管 “伽利略”系统的预想目标很完美，现实表现却不尽如人意。从技术层面来讲，该系统的可靠性存疑。2016年12月，“伽利略”系统刚宣布初期服务上线，一个月后，系统组网卫星上的原子钟出现大规模故障，18颗卫星上72台原子钟有9台停止工作，其中有3台铷原子钟和6台氢原子钟，虽然当时由于故障原子钟分布较“均匀”，对卫星运行影响不大，但这起事故已经引起外界担忧。

另外，“伽利略”系统星座没有采用星间链路技术，导致系统性能大打折扣。星间链路是指卫星之间建立的通信链路，也称星际链路或交叉链路。通过星间链路，卫星之间可以实现信息传输和交换，多颗卫星可以互联在一起，组成空间通信网络，降低卫星通信系统对地面网络的依赖。星间链路不仅能传输数据，还能实现卫星之间的精密测距和校时，并以此自主计算并修正卫星的轨道位置和时钟系统。

此次“伽利略”系统全面停摆的原因正是位于意大利富齐诺控制中心的精密授时装置发生故障，该装置的核心是一个氢原子钟和多个铯钟，能够生成高精度、高稳定度的时间数据，对星上时钟进行校准。该装置出问题后，所有“伽利略”系统卫星无法实现“对表”，加上卫星之间没有通信链路，无法自我修正，因此只能集体“停摆”了。

编辑：李晨琰 陈曦（实习生）
责任编辑：许琦敏

来源：中国国防报、装备科技