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卫星■李书福想当哪门子马斯克？

作者：宇多田
今天是中国第5个航天日 ， 消息多的有点让人应接不暇 。
譬如 ， 距离中国发射首枚人造卫星"东方红一号" ， 已经过去了整整50年 。 再譬如 ， 吉利汽车董事长李书福3月初宣布要发射导航卫星后 ， 公开了这两枚卫星的更多细节 。
对于吉利放卫星 ， 其实我的第一反应是--
作为一介平民 ， 还没等到机会去"试乘"据称售价为220万元 ， 宣传照片3年都没有变样的吉利牌飞行汽车 ， 怎么更魔幻的卫星 ， 就这样猝不及防地来了 。
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2017年收购美国Terrafugia飞行汽车公司 ， 该图片为2012年拍摄
当然 ， 这个消息来得恰到好处 。
就在几天前 ， 国家发改委首次明确"新基建"范围 ， 卫星互联网名正言顺地与5G、物联网、工业互联网一起 ， 成为"新基建"最重要的概念之一 。
与此同时 ， 李书福曾在2011年发表的"宇宙观"演说 ， 与吉利这次发射卫星 ， 构建天地一体化服务系统的雄心壮志一起 ， 被重新大力宣扬：
"在扎根一个地球的同时 ， 我们还应该放眼浩瀚的宇宙 ， 那里有无数个星球 。 人类应该以更加大胆和科学的态度 ， 不断探索与加快开发太空世界与宇宙未来 ， 在保护与发展地球经济的同时 ， 完全可以开拓更加广阔的宇宙世界 。 停留在一个地球上的思维是局限而狭隘的 ， 不利于地球人之间的团结与合作 。 "
不过 ， 这段话是有背景的 。
同年8月 ， 吉利刚刚与福特完成了沃尔沃的交割 ， 书福老师随后在第八届亚欧首脑会议上 ， 其实是用这套"宇宙观"来强调发展汽车节能减排技术对气候变暖与拯救地球的价值 。
当然 ， 无论如何我们都首先要对书福老师这个宏大的宇宙开发布局深表敬佩 。 毕竟卫星发射计划已经进入了执行阶段 。
吉利专攻航空航天方向的子公司时空道宇将在6月进行星箭合体试验 ， 并将于2020年底前在酒泉 ， 完成两颗导航增强卫星的发射 。 而搭载两颗卫星的 ， 是航天科工研制的小型固态运载火箭--"快舟系列" 。
再者 ， 根据吉利的描述 ， 这两颗低轨导航增强卫星将为自动驾驶汽车提供精度高达0.5厘米级的定位服务 。 官方信息还重点突出了这样一句话："没有低轨卫星的一体化服务 ， 自动驾驶将会成为无稽之谈" 。
吉利方面称 ， 天上的卫星 ， 将与吉利在地上的业务--造车、造车载芯片以及车联网服务 ， 构成强大生态 ， 覆盖未来所有出行场景 ， 推动交通变革……
构想无懈可击 。 让我们差点迷失在这个"一手造车 ， 一手造星"的了不起愿景中 。
但是 ， 一个显而易见的问题又把我们拉回了现实中：既然没有低轨卫星 ， 自动驾驶将成为无稽之谈 。 那么 ， 自动驾驶之前都靠什么进行导航的（谷歌表示不服）？
而一个疑问 ， 又触发了接下来的一连串疑问：
这两颗卫星跟已经建设完备的北斗导航卫星系统是什么关系？两颗卫星 ， 就能满足自动驾驶的导航定位？如果要发射很多颗 ， 那要烧一家民营企业多少钱？
接下来 ， 就让我们把这两颗卫星的本质 ， 看得更清楚些 。 毕竟 ， "中国版马斯克"不是这么好当的 。
导航增强不是导航卫星
其实吉利要发射导航类卫星的消息一出 ， 很多关心汽车导航技术的人都会有这样一个迷惑--中国不是已经建立了北斗导航卫星系统了吗？该系统与美国GPS、俄罗斯GLONASS、欧盟的伽利略一块 ， 并称为全球四大卫星导航核心供应商 。
【卫星■李书福想当哪门子马斯克？】而且北斗系统在轨的54颗卫星 ， 是从1994年开始 ， 经过3次系统工程建设 ， 历时25年发射完成的 ， 目前还差最后一颗就将完成全球组网 。
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北斗卫星导航系统
此外 ， 从建设成本角度来看 ， 虽然北斗导航系统到底耗资多少没有官方信息可以佐证 ， 但是欧盟的伽利略系统 ， 从一开始的90亿美元预算 ， 飙升到后来的200亿欧元 ， 直到现在还处于初步测试阶段 。
所以 ， 吉利发射的两颗卫星 ， 名为"导航增强卫星" ， 而非"导航卫星" 。 用一位航空航天行业人士的玩笑话来说 ， 假如吉利真发射导航卫星 ， 那才是脑子被烧坏了 。
那么 ， 导航增强卫星究竟是什么？
简单理解 ， 这种卫星类似于一个"信号增强器" 。 就是对各种导航卫星的信号进行再放大 ， 最后让地面设备接收到一个增强信号 。
所以 ， 吉利所构想的 ， 是一个"放大和处理导航信号与数据 ， 再把处理完的导航服务卖给车厂或其他导航设备厂商"的中间运营商生意 。
这个模式 ， 与中国导航领域另一家知名企业--千寻位置做的事情有点像 。
"千寻是在地面建差分站 ， 接收导航卫星信号再进行数字差分处理 ， 实现更高的导航精度 。 " 商业航天公司天仪研究院CEO杨峰告诉虎嗅 ， 导航增强卫星 ， 其实可以理解为把"地面导航增强基站"搬到了天上 。
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千寻官网
根据千寻位置的官方信息显示 ， 这家在地上做导航增强的公司 ， 正在通过两种手段解决覆盖性问题：一是通过天上的卫星在没有互联网的地方进行服务；二是在全国建设了2400多座北斗地基增强站 ， 覆盖了全国除了无人区之外的全部地区 。
而一位内部人士也默认了千寻与这种低轨导航增强卫星存在竞争关系：
"千寻的技术方案是'地基增强站+星基 ， 卫星的作用是播发我们高精度定位服务 。 这种技术方案已经与国内大部分车厂完成定点；而低轨导航增强 ， 显然是另一种对标方案 。 "
更有意思的是 ， 低轨导航增强卫星未来的服务对象之一--自动驾驶与高精地图公司也对"用导航增强卫星来实现汽车高精度定位"这个做法表示不解 。
"如果它只是可以提高GPS等导航系统的精度 ， 那么对自动驾驶汽车的作用其实是比较有限的 。 因为GPS只是众多自动驾驶汽车定位方案中的一种 。 "
自动驾驶硬件集成方案供应商惠尔智能CEO常宇飞认为 ， 外界夸大了外部基础设施力量对自动驾驶汽车的实际应用价值 ，
"像在隧道里 ， 是根本没有GPS信号的 ， 要靠高精地图与激光雷达以及摄像头来判断所在的位置 。 许多自动驾驶公司 ， 像谷歌和通用的Cruise精度早就可以达到厘米级 。 "
而服务于车厂的硅谷激光雷达创业公司Deepmap更是觉得"0.5厘米"（上面有提到）的精度有点匪夷所思："不知道为什么要强调1厘米内 ， 如果你开车 ， 就知道1厘米的停靠其实可以忽略不记 。
他们强调 ， 目前GPS等卫星导航系统的精度都不高 ， 10米级开外 。 对于卫星导航增强到底能做到什么程度 ， 还没有任何实际的验证结果 。
"目前大部分自动驾驶公司与高精地图公司 ， 都可以依靠激光雷达+GNNS+惯导+摄像头的相关方案实现厘米级的定位 ， 稳定性也不错 。 "
不过 ， 也有不具名人士认同吉利发射导航增强卫星在国家战略层面的价值 。
因为就目前全球四大卫星导航系统的部署情况和应用进程来看 ， 大部分地区还是在使用免费向全球开放的美国GPS系统 。 从国家安全角度考量 ， 我们需要研发自己的卫星导航与导航增强系统 。
另外 ， 其实目前在国内很多车流量密集的区域 ， GPS导航定位并不总能发挥稳定 ， 因此做相应的导航增强是有必要的 。
"发射导航增强卫星 ， 开发汽车联网+导航芯片 ， 从理论上看 ， 闭环的思路是没错的 。 "
因此 ， 加上导航增强卫星 ， 目前基本有了三条可以通向"让汽车具备高精度导航定位能力"的罗马之路：
寄希望于激光雷达等硬件的成本降低 ， 制作高精地图 ， 在单车上实现高精度定位 。
建立导航增强等地面基站 ， 利用已有卫星导航系统提供高精度导航定位服务 。
建立导航增强卫星 ， 与车载联网芯片、计算平台研发同步进行 ， 完成闭环生态 。
"导航增强卫星与地面增强基站不一定就是竞争关系 ， 可能在某些地区用卫星增强更好 ， 有些地区地面基站可以覆盖 。 也没有说两者不能进行融合处理 ， 只是一切都是未知数 。 " 杨峰表示 。
低轨卫星的成本 ， 是天文数字？
部署导航增强卫星 ， 未必不可以作为新一层实现自动驾驶高精度定位的安全冗余保障 。 但如果只是为了辅助 ， 成本代价似乎有些大 。
因为这里的导航增强卫星 ， 有一个前缀 ， 叫"低轨" 。
如果你稍微了解马斯克的星链计划 ， 就知道他曾放出"要在2027年之前 ， 投资100亿美元部署1.2万颗低轨通信卫星 ， 为全球千万客户提供高速互联网服务"的豪言 。 而且目前 ， 已经成功发射了422颗 。
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这是第一批starlink计划的卫星刚被送上天的样子
为什么要这么多？在很大程度上 ， 就是与"低轨"相关 。
如同字面意思 ， "低轨"其实就是距离地球比较近 。 按照定义 ， 这类卫星的飞行高度小于1000公里 。 那么距离近 ， 飞的低 ， 数据传输延迟自然就低 ， 路径损耗就小 ， 信号就更强 。
但反过来 ， 从物理学角度来看 ， 既然距离近 ， 那么一颗低轨卫星的"辐射面"就小 。
同理 ， 距离越远 ， 一颗卫星就能覆盖地球越大的面积 ， 这就是为何北斗导航卫星都位于2万~3.6万公里的中轨与远轨上 ， 因为要用尽量少的卫星来形成全球组网 。
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low earth orbit为近地轨道 ， 也就是低轨；GOES意为"地球静止轨道" ， 属于高轨 。 低轨道：卫星飞行高度小于1000公里；中高轨道：卫星飞行高度在1000公里到20000公里之间；高轨道：卫星飞行高度大于20000公里 。
"所以当前大部分的通信卫星与导航卫星 ， 都部署在中高轨 。 像印尼这种岛国国家 ， 架设地面通信网络比较费劲 ， 但用一颗同步轨道卫星就可以持续覆盖一个地方 ， 所以应用效率更高 。
而遥感卫星 ， 为了'拍照不糊' ， 最好是部署在低轨 。 "杨峰形象地解释了当前三大用途人造卫星所在位置不同的主要原因 。
因此 ， 要用低轨卫星来实现高速联网 ， 就一定需要成百上千颗卫星来实现地面全覆盖 。
当然 ， 马斯克这种用来联网的通信卫星与导航增强卫星是两个概念（两种是用途完全不同的卫星 ， 所以本质上 ， 吉利这两颗星与"卫星互联网"其实没有直接关系） 。 不过用于导航增强 ， 低轨卫星也需要发射很多才能发挥作用 。
不然 ， 要么这颗只能服务于某一个限定区域 ， 要么只能在一天里固定的时间段内进行信号增强 。
我们尚且不知需要多少低轨导航增强卫星才能覆盖全国或全球 ， 但两颗肯定是远远不够的 。
一位行业人士并不是很看好民营公司部署这类卫星："理论上 ， 一颗导航增强卫星的覆盖范围会比地面导航增强基站大非常多 ， 但也需要部署至少几十颗 。 这两颗显然是实验星 ， 距离真正应用还有很长的路 。 "
同时 ， 他提出了成本的疑问--
"需要的资金不仅仅是cover卫星研发和制造的成本 ， 还有按卫星公斤数来算的发射成本 ， 以及后续维护和地面导航增强终端的配套成本……发射一次就可能上千万元 ， 这对于一家造车的民营公司来说 ， 完成整个计划是天文数字 。 "
此外 ， 即便能够实现偏远地区的导航应用 ， 但那里的车到底会有多少 ， 使用的人到底有多少 ， 什么时候能把成本抵消掉？此外 ， 理论上低轨导航增强卫星的"高精度"定位能力 ， 效果上目前也无从考量 。
这显然是一个漫长的、需借各方之力 ， 集体完成的新赌局 。 也因此有人认为 ， 工业用途及国防用途也许会更具价值 。
"不如先把车卖好了 ， 再谈卫星导航的事情 。 当然 ， 因为时间跨度过长 ， 怎么说都无所谓 。 " 一位不具名人士吐槽这种有点噱头的行为--不如先把本职工作做好 ， 疯狂只属于马斯克 。
"就怕这个小众且技术高端的市场被外界炒作误读为'风口' ， 人人都掺上一脚 。 但系统工程 ， 恰恰是一个万万不能谈价值观与梦想的东西 。 "


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