中共「北斗」系統最新進展及其影響
2023.07.07
瀏覽數
5729
壹、新聞重點
2023年5月17日，中共發射第56顆「北斗」導航衛星進入地球靜止軌道（GEO）。這是北斗三號系統自2020年7月全球開通以來的首次發射，也是該系統首顆備份衛星。同年5月30日，中共發射新型載人航天飛船「神舟十六號」時也宣布，在自主可控目標下，「神舟十六號」增強使用北斗導航信號之可靠性。至2023年1月為止，全球接入北斗衛星導航系統（以下稱「北斗系統」或「北斗」）的智慧裝備累計超過15億台、北斗時空服務之月調用次數超過1,700億次、覆蓋範圍達全球230個國家和地區。在中國境內，北斗系統已取代美國GPS系統成為主流。[1]
貳、安全意涵
一、以「備份衛星」之名行星基增強建設之實
此「備份衛星」成功入軌後，「北斗」系統目前在軌衛星共有46顆，包括北斗二號系統15顆，以及北斗三號系統31顆。北斗三號系統除了三種不同軌道的在軌衛星之外，[2]還有57個地面站、1萬多台相關設備，以星地一體化方式組網。
該「備份衛星」採「在軌熱備份」方式，[3]具有和欲替代的地球靜止軌道衛星同等功能，包括：無線電導航、無線電測定、精密單點定位、功率增強、站間時間同步及定位等。由於多一顆衛星在軌，可大幅提升「北斗」系統對中國和周邊地區之導航定位、短報文（簡訊）通訊、精密單點定位功能。此外，此「備份衛星」之硬體升級，增強信號傳輸速度和效率，提高精密單點定位之速度、精準度和穩定度。
雖說是為了取代高故障率衛星，但此「備份衛星」之主要目的應該是建設「星基增強系統」（Satellite-Based Augmentation System, SBAS）。相較於2018年底建設完成的地基增強系統，「北斗」星基增強系統是以地球靜止軌道衛星，搭載衛星導航增強信號轉發器，向用戶傳播星歷誤差、衛星鐘差、電離層延遲等修正訊息，改進原有系統之定位精度。中共已完成星基增強系統實施方案之論證，此備份衛星及後續預定發射的2至4顆「備份衛星」，應都是用於建設「星基增強系統」，以提高「北斗」系統之精度。
二、「北斗」系統功能增強將增加對我國防安全威脅
「北斗」系統之功能和特色，主要有以下幾點：第一，「北斗」是目前全球唯一將通（訊）、導（航）、遙（測）及搜救功能集於一體之衛星導航系統（附表）。其次，「北斗」將全球與區域衛星結合為一體，衛星與衛星之間、衛星和地面之間都可雙向通訊。第三，「北斗」服務精度高，在標準服務方面，定位精度小於5公尺、授時精度小於20奈秒；在增強服務方面，定位精度一般小於1公尺、最佳可小於0.05公尺；時間同步精度則小於1奈秒。[4]因此，中國相關研究者認為北斗三號系統在範圍和精度上都勝過美國GPS。[5]
「北斗」性能不斷強化，直接提高對我國防安全之威脅。特別是鑑於俄烏戰爭中「星鏈」和無人機的戰場應用，中共在「北斗」系統協助下將提高其精準打擊能力和無人載具蜂群作戰能力。另一方面，「北斗」性能增強也有助於中共特種部隊在惡劣天候或陌生環境中的行動能力。華為在2022年9月推出全球第一款衛星通訊手機，其後陸續推出改良版。依照北斗二號發展經驗，「北斗」終端設備與應用是依照「軍用—行業—大眾」路徑逐步進展，華為衛星通訊手機之推出，是否意謂解放軍單兵已完成北斗三號軍用手機之編裝？值得密切關注。至於水下潛艇或無人載具，由於利用「北斗」系統修正其定位精度、進行雙向通訊或數據傳輸，必須透過漂浮在水面的「北斗」浮標，此或許成為「北斗」系統一大弱點。
參、趨勢研判
一、「北斗」系統之應用規劃不限於目前所見
依據2022年11月公布之《新時代的中國北斗》白皮書，中共旨在2035年之前建成「更加泛在、更加融合、更加智能」的中國特色綜合時空體系。因此，現在起必須加強「北斗」衛星導航系統性能，凸顯其在短報文（簡訊）、地基增強、星基增強、國際搜救等服務之優勢。更甚者，中共預期「北斗」系統融合各種尖端技術（例如：5G、AI、大數據、雲端運算等）相互創新，將其服務延伸到水下、室內、宇宙深空等領域，以推動人類命運共同體之建構。[6]換言之，「北斗」系統未來將成為中共發展數位經濟、航天建設及水下活動之關鍵時空基礎。
另一方面，北斗三號系統將帶動中國相關領域大規模換裝，以及衍生各種各樣的創新應用。除了生產北斗晶片、板卡模組的「北斗星通」之外，具有「北斗」全產業鏈核心技術研發能力的「海格通信」及「振芯科技」，因為是中國軍用無線通信、導航裝備的主要整機廠商，在特殊機構市場（如：軍用市場）具有北斗三號晶片型號最多、品類最齊全之優勢，可能成為「十四五」期間營運規模迅速壯大的「北斗」企業。[7]
二、中俄衛星導航系統合作值得注意
「北斗」系統目前產品出口和產業鏈國際化之布局都在剛起步階段，尚未形成以國際市場為導向的完整產業鏈，[8]亦即，「北斗」系統的各種應用主要還是在中國國內進行。但是，「北斗」系統已成為中共拓展全球南方外交和建構數位絲綢之路的利器，特別是在一帶一路國家、中東、非洲、拉丁美洲、太平洋島國等地都有所布局，[9]新近增加的合作國家則有：莫三比克、黎巴嫩、布吉納法索、沙烏地阿拉伯。
更值得注意的是，中俄近來在衛星導航上加強合作。中俄兩國在2022年初簽署《北斗和格洛納斯全球衛星導航系統時間互操作合作協議》。同年9月，更進一步簽署互設地面監測站契約，俄羅斯將在中國長春、烏魯木齊、上海設立監測站，中國則在俄羅斯的奧布寧斯克（Obninsk）、伊爾庫茲克（Irkutsk）、堪察加皮德羅巴普洛夫斯克（pee-truh-PAHV-luhvsk kahm-CHAHT-skee）設立監測站。這使俄羅斯Glonass系統和「北斗」系統相互結合，最終目標是建立兩者通用型導航模塊。[10]若配合同年底俄羅斯航天集團與中國航天局簽署2023-2027年航天合作大綱，以及兩國將合作興建月球科研站來看，中國的衛星導航和航天建設在俄羅斯協助下或有更大的進展。
附表、北斗衛星性能表
|
|
性能 |
使用技術 |
|
|
1 |
導航 |
定位（地基、天基增強）、導航、授時（單∕雙向） |
|
|
2 |
通訊 |
全球短報文雙向通信 |
|
|
中國周邊大容量、高井發雙向報文通信 |
|||
|
Ka米波高中軌星間鏈路雙向通信 |
|||
|
3 |
遙感 |
主動式遙感 |
配備星載太空環境遙感和電離層異常遙感載荷 |
|
被動式遙感 |
利用導航下行電磁波，透過大折射遙感大氣水汽、海洋、陸地反射或漫反射遙感海洋河湖水位、浪場、風場、土壤濕度等 |
||
|
目標遙感 |
（是今後聚焦之重要領域） |
||
|
4 |
搜救 |
國際搜救組織標準體系 |
|
|
導航定位＋全球雙向通信——中國標準 |
|||
|
兩者均可向呼救者通知救援安排 |
|||
資料來源：〈全球領先！劉經南院士：北斗是唯一集通導遙等功能衛星導航系統〉，《快科技》，2023年6月19日，https://reurl.cc/mDye7V。
[1]〈備份星「入列」，「北斗」再出發〉，《人民網》，2023年5月19日，https://reurl.cc/lDy1pv；〈中國星辰 | 神舟十六號增強使用北斗導航信號可靠性〉，《央視網》，2023年5月30日，https://reurl.cc/VLM9nN；〈「北斗」導航賦能 產業發展提速（經濟新方位）〉，《人民網》，2023年3月25日，http://finance.people.com.cn/BIG5/n1/2023/0325/c1004-32650831.html。
[2]「北斗」衛星採混合組網方式，目前共有地球靜止軌道（GEO）衛星4顆、傾斜地球同步軌道（IGSO）衛星3顆、地球中圓軌道（MEO）24顆。
[3]「在軌熱備份」指在高故障率的衛星附近先行部署備份衛星，兩者協同作業，一旦衛星故障即可立即替補，美國GPS和中國「北斗」採行。「在軌冷備份」則是指衛星故障之後才啟動備份衛星，歐盟Galileo和俄羅斯Glonass採行此方式。
[4]中國國家衛星定位系統工程技術研究中心主任劉經南2023年6月19日在「2023互聯網岳麓峰會」上之演講。〈全球領先！劉經南院士：「北斗」是唯一集通導遙等功能衛星導航系統〉，《快科技》，2023年6月19日，https://news.mydrivers.com/1/917/917566.htm。
[5]例如：中共認為「北斗」系統之空間信號（Signal In Space, SIS），在可用性和精度上與GPS並駕齊驅，在連續性上略遜於GPS。
[6]參見《新時代的中國北斗》白皮書，2022年11月4日，https://reurl.cc/65jZ86。
[7]北斗軍用單兵手持終端供應商有：振芯科技、海格通信、華力創通；車載、彈載、機載終端供應商有：振芯科技、海格通信、北斗星通等。
[8]楊長風、楊軍、楊君琳、王浚、李作虎，〈北斗衛星導航系統規模應用國際化發展戰略研究〉，《中國工程科學》，第25卷第2期，2023年2月，頁6-7。
[9]參見王綉雯，〈中國『北斗』系統之近況與地緣政治布局〉，《國防安全雙週報》，第39期，2021年10月13日，頁11-17。
[10]〈俄專家：格洛納斯與北斗一體化是朝著建立通用導航模塊邁出的一步〉，《俄羅斯衛星通訊社》，2022年2月7日，https://big5.sputniknews.cn/20220207/1038781337.html。