如果美国关闭GPS系统，全球导弹将会“变瞎”，只有2国能正常发射

摘要：全球定位系统（GPS）的故事，始于一个雄心勃勃的计划。上世纪70年代，美国军方启动了这项耗资巨大的工程，目标是打造一个能在地球任何角落甚至近地空间提供精准定位的系统。经过20年的摸索与投入，200亿美元的巨额资金砸下去，1994年，GPS终于全面建成。它覆盖全

北斗的星星从沙漠中升起

全球定位系统（GPS）的故事，始于一个雄心勃勃的计划。上世纪70年代，美国军方启动了这项耗资巨大的工程，目标是打造一个能在地球任何角落甚至近地空间提供精准定位的系统。经过20年的摸索与投入，200亿美元的巨额资金砸下去，1994年，GPS终于全面建成。它覆盖全球，不分昼夜，无论是在茫茫大海上、广袤陆地还是高空云层，都能给出海、陆、空三位一体的导航数据。

GPS一亮相，就凭着高精度和全天候的特性迅速赢得了青睐。汽车成了它的第一批“铁粉”。70年代末，美国的工程师们开始把GPS装进军用车辆，测试它在沙漠和森林里的表现，结果发现误差只有几米。后来，这技术逐渐走进民用市场，到90年代中期，开车的人发现有了GPS导航，再也不用一边开车一边翻地图，方向盘一转，屏幕上的小箭头就带着你走。它的方便灵活，让它成了司机们的“守护神”。

1991年，海湾战争的炮火轰鸣声响彻天际，硝烟弥漫中，美国第一次把GPS系统的杀伤力摆在了全世界面前。战场上，萨达姆的导弹原本瞄准目标，却因为导航信号突然中断，像断了线的风筝一样歪歪斜斜地坠落在茫茫沙漠里，砸出一片沙尘，徒劳地结束了它们的使命。

与此同时，远在中国的西安卫星测控中心，一间不算大的办公室里，陈芳允院士正低头伏在桌前，他身后的墙上，贴满了手绘的北斗七星星图，那些线条和标注密密麻麻，有些地方甚至用不同颜色的笔反复修改过，显然已经琢磨了很久。

陈芳允不是普通的科学家，他曾是“两弹一星”工程的一员，经历过那个年代的艰苦岁月，眼前的这些星图和草图，正是他为中国导航事业铺下的第一块砖。当时，美国GPS在战场上的表现震撼了全世界，也让中国科研圈子里的很多人警醒过来——导航技术要是捏在别人手里，关键时刻就得吃哑巴亏。陈芳允的桌子上，那张双星定位系统的草图虽然还只是初步构想，却已经勾勒出了未来北斗的雏形。

银河号敲响的警钟

1993年夏天，“银河号”货轮事件成了中国科技史上一个绕不过去的节点。那天，这艘满载货物的中国货轮在公海上被美国军舰拦截，美国士兵踏上甲板，手里攥着GPS定位器，屏幕上精准地跳动着货轮的经纬度数据。

消息传回国内，科研圈里炸开了锅。与此同时，北京郊外的实验室里，孙家栋正围着一台原子钟忙得不可开交。作为北斗系统的首席总设计师，他不是新手，早年参与过东方红一号卫星的研制，那是中国第一颗人造卫星，1970年成功发射时，他就在现场盯着轨道计算。1993年的他，已经把目光投向了导航领域。

当时，中国要想造出自己的导航系统，原子钟是绕不过的核心部件，可从欧洲进口一台铷原子钟得花150万美元，这价格让整个团队都皱眉头。孙家栋不甘心，他带着一群年轻人埋头钻研，从材料到工艺一点点摸索，最终把国产铷钟的成本压到了20万人民币一台。这台钟后来成了北斗系统的“心脏”，每秒滴答的精度直接关系到卫星信号的质量。

几年后，到了北斗二号首颗卫星发射前的关键时刻，事情差点出了岔子。发射前72小时，孙家栋盯着测试数据，发现星载计算机有个隐患——数据处理量太大，可能溢出，导致系统崩溃。他当机立断，把团队召集起来，几十个人连轴转，三天三夜没合眼，硬是把30万行代码重新梳理了一遍。

2007年4月14日，北斗二号首颗卫星从西昌发射场升空，火箭划破夜空，信号顺利传回地面，中国导航系统从纸上的梦想变成了天上的现实。孙家栋后来回忆，那三天三夜，团队里没人喊累，代码改完的那一刻，所有人都盯着屏幕上的信号灯，等着它亮起。那盏绿灯亮了，北斗的路也就亮了。

俄罗斯的硬核逆袭

俄罗斯的格洛纳斯系统走过的路同样不平坦，2007年成了它最惊心动魄的一年。那年12月25日，维克托·萨夫罗诺夫站在莫斯科郊外的控制中心，眼睁睁看着质子-M火箭带着3颗格洛纳斯卫星升空，却在几分钟后偏离轨道，最终一头扎进了太平洋。

坠落的消息传回时，系统只剩下6颗能用的卫星，连基本的区域覆盖都保不住。维克托不是普通人，他曾是苏联暴风雪号航天飞机的设计骨干，那架航天飞机1988年首飞成功时，他还年轻，负责过推进系统的调试。

这次事故后，他没时间懊恼，立刻带着团队复盘失败原因。调查发现，火箭第三级发动机出了故障，但卫星本身的设计没问题。他当即决定，不能再按老路子走，得换个法子。维克托提出用“倾斜地球同步轨道”部署方案，传统导航系统像GPS那样，需要24颗卫星均匀分布才能覆盖全球，可俄罗斯资源有限，卫星数量凑不齐。

他算了一笔账，用18颗卫星，调整轨道倾角和高度，就能实现同样的效果。这方案听着简单，做起来却费劲，团队花了整整两年，重新设计轨道参数，调整地面站的接收算法。2011年，格洛纳斯系统终于恢复全球覆盖，比GPS少了6颗卫星，却硬是干出了同样的活。

到了2014年，格洛纳斯系统已经能稳定运行，18颗卫星的布局证明了维克托当初的判断是对的。这套系统后来在军事领域大放异彩，尤其是在电子对抗中，信号稳得让人刮目相看。

北斗院士的拼命三郎

2012年北斗系统第16颗卫星成功入轨。就在发射当天，武汉一家医院的手术室里，刘经南院士正接受肠胃手术。他不是一般的科学家，外号“北斗院士”，早在2000年代初，他就投身青藏铁路的冻土层监测项目。那时候，为了摸清海拔5000米的唐古拉山口冻土变化规律，他带着设备和团队驻扎在高原上，整整38天没下山，每天盯着仪器记录温度、应力数据，硬是把监测系统搭了起来。

2012年卫星入轨后，地面站很快发现信号有问题——外界干扰让定位精度偏了几米，这对北斗来说是致命的。刘经南手术还没结束，他就让团队架起视频设备，屏幕上跳动的信号波形通过网络传到他眼前。

他一边听着医生的叮嘱，一边断断续续地指导团队调整参数，分析干扰源。手术后第三天，他不顾医生的劝阻，拖着刚拆线的身体回到实验室，手边放着一堆测试数据和笔记本。他盯着屏幕上杂乱的信号曲线，开始写“多频段抗干扰算法”。

这套算法的核心是用多个频段交叉验证信号，把干扰剔出去，团队花了几天跑模拟实验，最终把导航精度从几米拉到亚米级。2012年12月27日，北斗系统正式向亚太地区开播服务，刘经南的算法成了这次突破的幕后功臣。

全球组网的东方双响炮

2020年6月23日，北斗三号最后一颗卫星从西昌发射升空，35颗卫星组成的网络正式覆盖全球。那天，西安卫星测控中心的工程师们忙完最后一次轨道校准后，指挥大厅里响起了庆祝的旋律，这一天北斗系统照亮137个国家的信号，它走了29年。全球组网那天，系统已经能提供高精度定位、授时和短报文服务，覆盖范围从亚洲扩展到非洲、拉美，成了联合国认可的四大导航系统之一。

与此同时，俄罗斯的格洛纳斯系统也在2020年迎来自己的里程碑。早在2014年克里米亚危机期间，格洛纳斯就展现了硬实力。当时，电子战环境下，GPS信号被干扰得七零八落，而格洛纳斯却稳住了阵脚。这背后是总设计师阿列克谢·科瓦廖夫的功劳。他年轻时参与过苏联第一款月球车的研发，1971年那辆车在月球表面跑了10公里，靠的就是他设计的自动避障技术。

到了格洛纳斯项目，他把这套技术改进了抗干扰系统，核心是用动态算法实时躲避电子干扰。2014年那次危机中，他在地面站部署了200台移动干扰器，组成一张“电子盾牌”，硬是让卫星信号在对抗中保持稳定。到了2020年，格洛纳斯-M型卫星的寿命突破10年，比设计预期多跑了3年。