清华女生破解北斗？中国最年轻女博导揭秘背后实情

“在安装北斗系统后，咱们国家的精确打击，由上公里变到几十米这样一个量级范围，连小动物也被吓坏了”；“若是想破解军码系统，咱们可能建议一些更简单的方式，那就是造时空穿越机穿越回到北斗军码设计的时候在旁边偷听好了。”这些“语录”，出自中科院最年轻博导徐颖的演讲。

83年出生的徐颖，已从事北斗相关研究工做十余年

　　83年出生的徐颖，已从事北斗相关研究工做十余年，是中科院光电研究院建院以来最年轻的研究员和博士生导师。6月25日，“中国科普博览”网站发布了她关于北斗导航的演讲视频，文字实录以下：

　　“北斗”是什么？

　　卫星导航系统，它是距离咱们一群两万千米的星星，它们不会发光也不会发热，甚至肉眼没有办法观察到它们，为咱们提供着位置服务。卫星导航系统简称为 GNSS系统，在GNSS俱乐部中一共有4位VIP会员，除了你们所熟知的美国GPS系统之外，包括俄罗斯的GLONASS系统、欧盟的伽利略系统以及我 们国家自主建设的北斗卫星导航定位系统。

　　北斗卫星导航定位系统，是咱们国家自主建设的卫星导航定位系统，如今正处在建设和应用推广的阶段，由五颗静止轨道卫星，和30颗非静止轨道卫星组成，北斗卫星导航系统预计将在2020年左右提供一个全球性的服务。

　　争抢频率资源，抢发卫星

　　在GNSS俱乐部中，会员小伙伴们最关心的是什么？你们最关心的频率资源问题。频率资源是一种国际上公用的资源，频率资源不是你想买，想买就能买的，全部频率资源都要向国际电联提出申请，由国际电联进行划分。就像咱们高速公路车道同样，每个系统都有它本身的车道，否则的话你们会发生撞车的状况。

2007年4月14日，我国“长征三号甲”运载火箭成功发射北斗系统第一颗卫星

　　在卫星导航系统建设的初始阶段频率资源相对比较充沛，建设相对比较早的GPS系统和GLONASS系统不存在频率资源的冲突问题。到了北斗系统和伽利略系统创建的时候，频率争夺战就很是明显了。当时伽利略系统其实提早申请了这个频率资源，可是你们知道后来欧洲出现了经济危机，因此伽利略系统资金链断了，他们当时发射了这个卫星，占领了这个轨位，可是并无发射这个频率的信号。根据国际电联“先到先得”的规定，哪个国家可以先把这颗卫星发射上去，而且这个卫星向下发射了这个频率的信号，之后这个频率资源就是你的了。

　　在这样状况下，2007年4月17号就是北斗所申报的频率资源的最后期限，因此要求北斗试验星必须提早发射，这在我国航天史上是很是罕见的。

　　一般卫星发射只有延迟，没有提早，由于提早会带来一系列的问题。可是通过各个部门的配合以后，为了争夺这个频率，在4月14号的时候，这一颗火箭已经成功在发射中心准备进行发射了。在4月14号的凌晨4点07分，现场又发现新的问题，火箭有一个链接器没有按照规定脱落，若是三分钟内不能解决这个问题的话，对火箭、卫星甚至发射场都会是灭顶之灾。

　　当时的发射指挥员在一分钟以内下了7道指令，4点07发现的问题，4点11分的时候，火箭带着咱们北斗试验星成功升空。4月14日发射了北斗试验星，4月15号时候卫星实现变轨，4月16号卫星开始向下发送信号，在距离4月17号北斗申请的频率资源失效前24个小时内，中国正式启用了北斗申报的频率资源，也就此拉开了北斗全球系统建设的帷幕。

 

　　在一个风雨交加，电闪雷鸣的夜晚你们喜欢作什么事情？我本身比较喜欢看恐怖片，那样比较有感受嘛，有一种说法是，雷电和恐怖片更配哦。那么雷电和什么不般配呢？不错，就是卫星发射。卫星发射的时候，火箭箭体中装满了燃料，一点点火花就能引发箭体的爆炸。1987年，美国大力神火箭就曾在大雨中发射，升上天空一分钟后就在空中遭到雷击，发生了爆炸。

　　因此，一般遇到雷电的时候，卫星发射是会推迟的，可是在2011年7月，北斗第9颗卫星发射时也是一个电闪雷鸣的天气，它却在等待着发射，为何明知山有虎偏向虎山行呢？

　　这是由于北斗系统不是一个单颗卫星，而是一个组网星座。对于组网星座而言，每一颗卫星都要有既定位置，北斗系统不只要求把这颗卫星发射到哪个轨道，还要求这一颗卫星在轨道中的既定位置，要知足这样的条件必须有发射窗口，而这一天就是一个不可多得的发射窗口，若是错过这天的机会，有可能推迟四个月，甚至推迟一年才可以迎来新的一个窗口。

　　北斗系统当时正在如火如荼建设过程中，若是推迟发射的话，进程必然会延误，带来的经济损失不可估量。当时的指挥系统决定冒雨发射，在两次雷电的间隙，发了。很是幸运，北斗第9颗卫星升空了。在同年年末北斗开始试运行。如今，北斗系统已经发射了22颗卫星，已经可以为中国以及咱们周边地区提供很是稳定的导航定位服务。

　　北斗到底有什么用？用途“只受想象力限制”

　　你们可能会问北斗系统已经发射这么多颗卫星，北斗到底有什么用呢？首先，业内有这样一句名言：“卫星导航定位系统的应用只受想象力的限制”，绝不夸张的说，做为典型的国家重器，它就像咱们水、电、还有公路同样，是咱们社会建设基础的保障。欧盟曾经作过估算，卫星导航服务中断2天就会给整个欧洲带来超过10亿欧元的损失。下面咱们来看一下北斗应用的相关视频。

北斗提高精确打击精度，小动物也被吓坏了

　　这是北斗系统一些典型应用，这个是藏羚羊迁徙，北斗系统保护野生动物；大兴安岭发生火灾，北斗系统可以为营救人员提供方位和方向的服务；这是北斗系统用于精确打击，在安装北斗系统后，咱们国家的精确打击，由上公里变到几十米这样一个量级范围，连小动物也被吓坏了；这是北斗用于海洋渔业，在海洋上咱们所用的通讯定位手段都很是少，有了北斗卫星导航，可以有效保障渔民的生命安全；这是北斗系统用于大型车辆定位和监控；这是北斗系统用于咱们精准农业，在农业现代化当中咱们能够用北斗系统很是精密的控制；这是北斗系统用于咱们大型集装箱航运和海运。

　　以上这些只是北斗系统应用很是基本的方面，在这里，我想重点强调一下咱们刚才看到的海洋渔业的应用。在这个应用中，北斗系统不只提供了位置、导航和授时这样的功能，并且还提供通讯功能，渔民在海上可以用北斗系统发短信，报平安。通讯功能到底有什么用呢，这里我想引用一下美国GPS之父帕金森教授的一句名言，他曾经这样盛赞北斗的导航通讯一体化功能：“既可以知道你在哪里，也可以知道我在哪里，这是多么美妙的体验。”

　　那么通讯到底有什么用呢？给你们举一个简单的例子，你们都看过《鲁宾逊漂流记》吧，若是有一天一我的漂流到了孤岛上，能怎么办呢？若是这个时候他选择的是GPS，他只能知道本身在什么位置，没法通知别人前来救援，因此他仍是只可以在荒岛上求生。若是咱们用的是北斗系统，状况彻底不同了，咱们既能够知道本身位置在哪里，并且还可以把咱们位置发送到方圆几十千米、几百千米甚至千里以外的人。相信我，若是你选择了北斗定位系统，你很快就能够在救援船上和你手持GPS的小伙伴说再见了~

　　咱们讲了这么多北斗系统很是好用，并且可用，为何如今好像在生活当中咱们你们彷佛不多用北斗，好像GPS多一点。GPS卫星导航定位系统比北斗系统早建设了大约20年，20年的历史鸿沟不是咱们一朝一夕技术可以填补的，GPS系统的应用推广都已经很是成熟，好比如今最便宜的GPS芯片可能大约两美圆左右，而北斗系统的芯片价格因为量产等缘由可能仍然广泛在百元左右。用不起制约着北斗发展，可是用不起不是制约主要因素，不敢用、不想用，这才是制约北斗发展的重要缘由。

　　清华女生破解北斗？

　　北斗系统从诞生到如今，虽然已经经过多方面证实，精度和可靠性，彻底不输GPS导航系统，可是人们对北斗系统有着种种质疑。这是网上大概2011年左右传得比较沸沸扬扬的新闻，当时媒体使用的标题是“清华女生破解北斗送给美国”，或者是“北斗上百亿的投资打水漂”等等，比较耸人听闻。那么北斗真的如此不堪一击吗？固然不是。事实上真正不可靠的是GPS系统。由于GPS系统只被咱们开放了民码，并且GPS民码信号战争时候很容易说变就变，美国就曾经在海湾战争的时候对欧盟关闭了GPS的信号，欧盟也很是的不满意，因此为了保障自主权，欧盟才开始建伽利略系统。对咱们来说也是如此，为了保障咱们的可靠性，咱们国家开始建设属于咱们本身的北斗系统。

2011年，高杏欣因“破解”北斗，得到美国航空无线电委员会的表彰

　　咱们回到清华女生破解北斗这个新闻上，实际上她只是破译了北斗的民码信号的伪码序列。首先第一点，北斗建设过程中，咱们为了兼容和互操做的考虑，北斗的民码设计和GPS、伽利略都是一脉相承的，并无特殊设计。我国但愿全世界人民都能使用北斗，不只是中国的北斗，也是世界的北斗。她想破解这个没有通过加密的民码信号，首先是没有技术难度的。从科学研究的角度来说就是一个信号检测与估计的问题。事实上2012年的时候，咱们国家已经公布了北斗的ICD文件，告诉了你们咱们的民码格式，但愿全球的接收机厂商都能用这个ICD文件来生产相应的北斗接收机。

　　除了民码以外，北斗还有军码，军码通过了加密等特殊设计等，这是稳定可靠的。若是想破解军码系统，咱们可能建议一些更简单的方式。那就是造时空穿越机穿越回到北斗军码设计的时候在旁边偷听好了。这个技术难度都比从技术上来破解北斗军码更容易一些。因此，你们要相信咱们北斗系统很是好用，并且很是稳定的。

　　做为一个卫星导航的普通科研工做者，咱们相信北斗这一艘巨轮在你们支持下，在咱们的不懈努力下必定能够继续乘风破浪走向世界，谢谢你们。