因投資規(guī)模從最開始預(yù)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(dǎo)致項目一拖再拖,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(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GPS與GLONASS的依賴。
但伽利略系統(tǒng)絕不僅僅是一個定位導(dǎo)航系統(tǒng),它更是一個意義重大的科學(xué)工具,該系統(tǒng)將大幅提升科學(xué)家們對大氣和地球科學(xué)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(dǎo)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(dǎo)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(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?!睙o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(zé)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(dǎo)航系統(tǒng)的芯片,智能手機和導(dǎo)航盒都可免費使用導(dǎo)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(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)出全新運用和服務(wù)。
據(jù)估計,伽利略導(dǎo)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(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。
開創(chuàng)地球科學(xué)新時代
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·朗格里認為,伽利略導(dǎo)航的另一大價值是增強了科學(xué)家們對大氣和地球科學(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(dǎo)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(yù)報和氣候研究的準確性。
導(dǎo)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(yù)報耀斑和日冕物質(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(xué)研究中心科學(xué)家延斯·魏克德表示,多個導(dǎo)航系統(tǒng)結(jié)合使用,還能大大改善對海洋風(fēng)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(dǎo)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(dǎo)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。