元宇宙科技

導航衛星、軍事衛星面面觀

文/李振麟

美國SpaceX將歐盟導航衛星送入軌道、中國大陸完成北斗衛星導航工程,台灣也展現出自主掌握導航技術,都讓航太科技產業更進一步發展。而軍用衛星的發射和運行,不僅有民生任務,還可以從事軍事間諜偵察,也是各國爭相發展的部分。低軌衛星市場崛起,象徵著航太產業將走向外太空時代,也就是以往的科學理論研究走向實務生活化,衛星產業發展與智慧城市、智慧家庭、元宇宙以及自動駕駛等新興科技相輔相成,開創新的商業性價值。

美國SpaceX 將歐盟導航衛星送入軌道  

美國SpaceX與「歐洲空間局European Space Agency」簽署,將四顆歐盟「旗艦導航衛星」及「安全通信衛星」送入太空軌道,規劃將先進行兩次發射,每次可攜帶兩顆Galileo衛星。這項協議已由歐盟行政機構委員會和歐盟成員國批准,將於年底前盡快完成。

「歐洲全球導航衛星系統監督局GSA」,是歐盟於「比利時、布魯塞爾」所設立的機構,主要任務是處理任何衛星無線電導航相關事宜,以及管理並監督歐盟衛星導航計畫的資金使用。目前歐洲衛星定位和導航計畫包括「伽利略計畫GALILEO」,以及「歐洲地球同步衛星導航增強系統EGNOS」兩項,建立歐洲所屬的導航系統。Galileo 系統,是歐洲獨立於美國 GPS 以外的衛星機構,當歐盟有自己的星鏈網後,將有利於歐盟內部的軍事加密通訊以及戰時備援任務聯繫。在Galileo衛星系統下,也有助於提高歐盟區導航系統的精密度與可靠性。  

中國大陸完成北斗衛星導航工程  

中國大陸長期規劃航太工程,發射多顆國家與民用科學研究衛星,不僅完成長征運載火箭型號,也完成「吉林一號」、「吉利星座」等商業衛星任務。根據相關資料紀錄,二○二二年中國大陸發射一八八個航天器,二○二三年則高達兩百個。其主要目的是為了實現導航衛星的定位系統應用,後續再發射兩顆北斗衛星,為下一代的北斗衛星星鏈網奠定基礎。 高德軟件有限公司推出電子地圖服務「高德地圖」,是目前中國大陸的主流地圖服務商之一,也是蘋果地圖的圖資供應商,並與時空智能技術的「千尋位置基礎設施公司」達成合作協議,共同發起「北斗出行應用創新計劃」。

高德地圖運用北斗衛星所提供的定位量來引導,目前已經超過三千億次,高德地圖所執行的北斗衛星導航系統貢獻率,目前已經超越GPS等其他衛星導航系統。 高德不僅可為用戶提供地圖定位等資訊服務,更可以清晰標識發信者所在位置。直到二○二○年六月份第五十五顆北斗衛星發射並成功加入星鏈網,「北斗衛星」終於完成了全球性組網,並正式列入國際民航組織標準,成為全球性的民航衛星導航系統。  

台灣突破衛星導航技術  

台灣長年經營各國的Garmin車用導航機,在GPS接收機的全球消費市場上佔有一定份量。然而,過去所發射的GPS接收機都是對外購買,經過多年研發,台灣成功自製可置入人造衛星的「GPS定位接收機」,這項成果不僅掌握了人造衛星的關鍵性技術,也突破其它國家對於GPS定位接收機的出口管制。 雖然台灣在地面使用的衛星導航接收機研發與製造能力深受肯定,但是缺少實證經驗,直到與成功大學合作後,將「GPS定位接收機」搭載於 IRIS-A立方衛星上,終於能取得兩個月以上的飛行履歷。如今證實此GPS定位接收機有效承受火箭發射過程的劇烈振動以及太空環境中的溫度變化,可以穩定鎖住GPS訊號,台灣終於能夠展現出自主掌握導航技術,這項成果對於台灣在航太科技產業發展上,具有一定的指標性意義。  

全球軍事(偵查)衛星 軍用衛星的早期任務  

軍用衛星的發射和運行,初期是由美國發起的,其次是俄羅斯、中國大陸與印度。在衛星設備功能上,不僅有民生任務,還可以從事軍事間諜偵察,實際上的功能性是很容易被隱藏起來,因此很難去估計這四個國家的軍用衛星總數有多少。軍事衛星置於外太空軌道上,主要是執行與軍事相關的通訊、導航以及偵察等任務,早期軍事衛星的主要功能是集中在攝影偵察,美軍藉以軍事衛星部署,用以偵察敵方位於地表上的軍事設施部署情形。 全球第一個軍事衛星計劃被稱為「武器系統117L」,是美國在一九五○年代所啟動,這個衛星上裝有特殊設備,可以拍攝地表區域上指定物件的高解析度照片,甚至於包括陸地和海上。第一個代表性實驗任務為「發現者一號」,這次衛星行動,是受到蘇聯的軍事干預而告終止,然而在任務回收過程中,卻也驚訝地發現蘇聯海軍潛艇的潛伏位置。

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