欧洲伽利略计划的进展与挑战

尽管管2005年欧洲伽利略导航卫星计划曾经面临预算超支，进度推迟，运营特许权谈判进展缓慢，以及欧洲主要大国间涉及伽利略系统主导权和利益之争而陷入困境，但经过协商谈判，目前困扰伽利略计划的主要障碍大部分已被排除，在轨验证阶段超支4亿欧元经费已基本落实，德国主张的利益也基本上得到保障，在轨验证阶段两颗试验卫星GIOVE-A和GIOVE-B的研制工作进展顺利。首颗GIOVE卫星已于2005年12月28日发射入轨，并于2006年1月12日首次成功传回伽利略卫星导航信号，另一颗GIOVE-B卫星也将于2006年发射。在国际合作方面，也取得重要进展，目前已有中国、以色列、乌克兰、印度、韩国和摩洛哥等7个国家与欧盟签署加盟伽利略计划合作协议，正在谈判加盟的还有阿根廷、巴西、墨西哥、挪威、智利、马来西亚、加拿大和澳大利亚等国。

国际合作取得重要进展

欧洲伽利略计划的主要目标是确保欧洲在卫星导航领域不依赖美国，打破美国GPS垄断全球的局面，取得战略上的独立自主性，经济上确保欧洲高技术产业在国际上的竞争力和经济利益，使欧洲伽利略卫星导航产品和服务打入国际市场，并占有较大份额。

经过几年的努力，这一战略目标已在国际合作中取得重要进展。首先得到突破的是2004年6月欧美双方签署了《关于促进、提供和使用伽利略与GPS卫星导航系统及其相关应用协议》。这一协议是双方经过3年多艰苦谈判，相互妥协，最终达成的两大系统共存共享和互操作的双赢产物。尤其是在卫星导航频率、信号结构与信号调制方案的选择与设计方面达成了共识，排除了伽利略计划中的一大障碍。欧洲人虽然在公共特许服务（PRS）信号频率协调中作出让步，并承诺不向第三者转让卫星导航关键技术及其PRS准军用信号服务，还允许美国在危机或战争时期对局部地区的伽利略信号进行干扰，但得到美国对欧洲建立与GPS相互合作和竞争关系的伽利略导航卫星系统的理解和相关技术支持，并允许从美国采购大约40%伽利略卫星系统关键元器件的承诺；美国虽然不情愿地接受欧洲盟友在民用卫星导航领域与其分享全球市场的现实，但却在军事上成功地将伽利略系统纳入美国导航战总体战略的轨道，使美国的敌手在战时无法使用包括伽利略在内的卫星导航信号。

与此同时，欧盟通过国际合作拓展伽利略卫星导航市场方面也取得了可喜的进展。截止2006年1月底，欧盟已经与中国、以色列、乌克兰、印度、沙特阿拉伯、摩洛哥和韩国签署加盟协议，预计到2008年，本文开头列举正在谈判加盟的8国，以及更多亚非和拉美国家都会加盟欧洲伽利略计划。已经和将要加盟的这些国家加上欧盟25个国家代表了当今世界卫星导航市场的主要需求热点，是欧洲伽利略系统与美国GPS展开全球竞争的资本，同时也是欧洲在政治、外交乃至军事上实现独立自主的一张牌。精明的欧洲人通过这种商业运作的国际合作形式，既能获得进入这些热点市场的商机，又能利用卫星导航这一战略资源与这些国家地缘战略上的重要地位获取更多利益，同时利用这些国家的投资也会缓解伽利略计划所面临的资金紧缺问题。更重要的是为将来伽利略系统长期稳定运行而推行公私伙伴关系的商业运作模式奠定基础。

在轨验证阶段进展顺利

伽利略计划分4个阶段分步实施：2000年前为系统可行性评估或定义阶段，第二阶段为研发和在轨验证阶段（2001-2006年），第三阶段为部署阶段（2006-2008），第四阶段为商业运行阶段（原先计划从2008年底开始，目前可能会推迟到2010-2011年）。

正在实施的研发与在轨验证阶段尽管在过去几年曾遇到德、法、英、意和西班牙等主要国家因利益分配不平衡、主控站选址和预算超支谁来买单，以及伽利略信号能否用于军事用途等问题而产生的种种纠纷，但这些问题经过欧盟和欧洲航天局各成员国的协商，最终都已得到妥善解决，而在技术上迄今尚未发现难以解决的问题。

GIOVE-A成功在轨发送信号

2005年12月28日，由英国萨瑞卫星技术公司研制的首颗在轨验证卫星的实验星GIOVE-A采用俄罗斯联盟号火箭成功发射，进入高度为23258km，倾角为56度的MEO轨道，标志着伽利略计划在轨验证阶段迈出重要一步。该卫星发射前曾取名GSTB-V2/A，重约600kg，采用萨瑞卫星技术公司研制的新型小卫星平台，合同价值3200万欧元，星上装有瑞士Temex Neuchatel公司研制的两台互为备份的铷钟（体积小、重量轻，日稳精度为10纳秒）；阿尔卡特・阿莱尼亚航天公司（意大利）研制的L频段导航天线，以及阿尔卡特・阿莱尼亚航天公司（意大利）和英国萨瑞卫星技术公司分别研制的两台信号发生器；以及测量伽利略星座所处MEO轨道辐射环境的仪器。

GIOVE-A卫星的主要任务有4项：一是确认获得国际电联分配给伽利略导航卫星系统的频率，欧盟必须按规定在2006年6月之前发射一颗传输该导航频率信号的卫星，才能获得这些频率的使用权；二是验证未来伽利略工作卫星所用导航有效载荷（如铷钟、信号发生器和导航天线）的关键技术；三是测量伽利略星座所处MEO轨道辐射环境；四是测试正在研发的用户接收机的性能。

截止2006年2月初，该卫星入轨后无论卫星平台还是有效载荷均在正常工作。萨瑞卫星技术公司的任务控制中心和部署在英国的地面站，与设在印度和马来西亚的上行站协同工作，2006年1月9日完成了太阳电池帆板展开、卫星对日太阳捕获，以及卫星平台各分系统功能测试。2006年1月10日完成了卫星有效载荷各单元功能测试，1月12日卫星首次成功地在太空发送伽利略导航信号。英国大气与无线电研究所和欧洲航天局设在比利时Redu的地面站采用25m口径碟形天线使伽利略接收机成功收到了该卫星信号。目前正在采用各种GIOVE-A有效载荷链，按顺序产生各种伽利略信号模式，以验证和分析伽利略的信号结构。这项验证工作已在2006年2月中旬结束。其他MEO轨道辐射环境测量和评估活动，以及星载铷钟性能特性测试和在空间信号测试活动仍在继续进行中。

GIOVE-B星正在总装测试中

另一颗由伽利略工业集团研发的GIOVE-B卫星，合同价值约7800万欧元。该卫星的有效载荷在2005年7-8月运抵欧洲航天局设在罗马的卫星技术试验中心（ESTEC）测试。伽利略工业集团于2005年8月25日完成了第一系列测试，其有效载荷在热真空模拟器内经受了极端温度范围考验，并在真实的空间模拟环境下验证了有效载荷的在轨性能。紧接着又在振动台和噪声室内进行机械性能测试。

伽利略导航有效载荷中的关键技术开发是无源氢钟（PHM）。正在研发的这种氢钟将首次装在GIOVE-B卫星上试验飞行。据报道，在此次真空模拟测试中已验证了氢钟的精确性能，在技术上取得了突破性进展。其日稳精度优于1纳秒，是迄今精确性最高的星载原子钟。它将为伽利略系统的高精度导航应用铺平道路，而且其较高的时间保持精度也将使伽利略系统的性能优于现有的GPS导航卫星系统。

此次真空模拟环境测试的结果对伽利略卫星的设计者和研发者都是极大的鼓舞，也是伽利略系统研发中的一个重要技术里程碑。地面测试工作包括在伽利略的3个载波频率（L1、E5和E6频段）上，通过选用一台氢钟和两台铷钟组成的组合信号发生器同时模拟发送信号。其测试结果和数据已直接传送到伽利略工业集团用于改善伽利略系统研发工作。

据欧洲航天局网站透露：伽利略工业集团研发的GIOVE-B星重约485kg。该卫星采用模块化设计，平台由两个舱段组成，其中一个为有效载荷专用舱，另一个为平台公用舱，用于安装卫星控制和电源等分系统。太阳电池阵未展开前的整星尺寸为1m×1m×2.4m。太阳电池阵将产生约940W功率，卫星的设计寿命为3年。目前该卫星正在进行最后的总装测试，预计2006年发射。

GIOVE-B卫星是未来工作型伽利略卫星的试验星。除验证新研制的卫星平台外，最主要的目标是在轨验证世界上首次上天的无源氢钟的技术性能。星上安装的两台氢钟将作为主钟，另外两台铷钟将作为备份。

四星组网在轨验证工作尚未展开

如果上述两颗试验卫星的在轨验证工作一切进展顺利，欧洲航天局将尽快发射4颗伽利略工作星，进行真正意义上的空间段、地面控制段和用户段联合一体的在轨验证试验。

2006年1月19日欧洲航天局与伽利略工业集团签署了在轨验证阶段的第二份合同，该合同价值9.5亿欧元，包括研发和制造伽利略星座30颗卫星中的头4颗工作星，以及研发与伽利略系统相关的地面系统。另一份价值1.5亿欧元的初始合同于2004年12月21日签发。加上2003年签发的两颗GIOVE试验卫星，用于欧洲航天局伽利略系统研发和在轨验证阶段的投资总共12亿欧元，这笔经费由欧洲航天局和欧盟均摊各6亿欧元。

截止2006年2月，伽利略计划从1999年启动以来，两个阶段总共已投入了15亿欧元。预计部署和前5年运营阶段还需投资25-30亿欧元，其中欧洲各国分担1/3经费，其余2/3经费由未来拥有特许经营权的公司承担。

存在问题与面临的挑战

预算超支，进度推迟

据美国《空间新闻》周刊2005年9月12日报道，尽管欧盟在政府正式文件中对伽利略全球导航卫星系统30颗卫星全部部署并投入运营的时间仍然还是2008年，但该计划的支持者承认伽利略系统实际投入运营的时间很可能要推迟到2011年，而且还不能确保不会再拖延。目前影响计划进度的关键问题不是技术挑战，而是欧洲航天大国间利益分配和伽利略商业运作模式如何实现等难题。

伽利略联合执行体（GJU）商业开发处处长Mike Mattner说：“显而易见的问题是：如果美国GPS仍然可以免费使用，那么终端用户为什么还要为伽利略掏腰包呢？因此，伽利略必须给用户提供特殊的增值服务。我们觉得这是一桩稳妥的生意，虽然我们还不知道（盈利）上限，但其底线是非常有希望实现的。”

伽利略计划由欧盟25个成员国和欧洲航天局17个成员国共同均摊研发与在轨验证阶段所需的经费。该阶段已超支的4亿欧元亦由双方均摊。2005年欧洲航天局在向其成员国政府筹集所分摊的2亿欧元超支款时遇到了一些麻烦。因为这笔超支款据说主要是由于欧盟为增强伽利略系统的安全性而额外增加的开支，所以欧洲航天局成员国中有些国家主张应当由欧盟买单，而不应该由双方均摊。在轨验证阶段所需的12亿欧元主要用于研发2颗试验卫星、4颗工作星和伽利略系统的地面段基础设施。欧盟和欧洲航天局均已支付了分摊的2亿欧元超支款。

特许经营权谈判久拖未决

按伽利略计划的预先安排，欧盟与欧洲航天局各成员国承担研发与在轨验证阶段之前所需的全部经费，部署和运营阶段所需的20-22亿欧元由获准特许经营权的私营承包公司负担，而且这种特许经营权必须通过公开竞标选定。通过第一轮竞标，欧盟GJU选定了两个分别由法意合资阿尔卡特公司主导的Eurely国际投标团队和以德英EADS公司为主导的iNavsat国际投标团队。虽然这两个团队都有一些美国、中国、俄罗斯和以色列的公司加盟，但主导权仍掌握在欧洲公司手中，而且它们提出的投标条件大同小异。唯一让招标方左右为难的是德国和意大利的利益无法在任何一个团队中得到兼顾。而这两个国家又一直在为争夺伽利略卫星研制和运营的主导权。因此欧盟决定放弃第二轮的竞争投标，改为两个团队合二为一，联合承包特许权投标。

这一决定虽然化解了德意间的矛盾，但却演变成联合投标团队（实际是由德法意英四强组成的伽利略工业集团）与欧盟和欧洲航天局间的矛盾与冲突。

据联合投标团队测算，部署26颗卫星、支付头4颗卫星发射费和运营管理成本（其中包括商业运营前5年的政策性补偿），总共需要再投资30亿欧元（原定20-22亿欧元）。假定这笔投资欧洲各国政府同意负担1/3，余下2/3（约20亿欧元）将由私营公司组成的联合投标团队分担。对这一投资比例，双方经过谈判已基本达成共识，而且欧洲金融财团亦已同意为私营企业承担的20亿欧元提供其中90%贷款，剩余10%（约2亿欧元）由中标团队成员公司按股份多少分摊。

虽然这种公私伙伴关系的投资安排较好地解决了20年特许经营权承包合同结束之前的集资问题，但由于伽利略系统必须长期稳定运行下去，因此联合投标团队又向欧盟提出了如下比较棘手的问题。

一是下一代伽利略系统研发必须提前进行，所需的经费应由欧洲各国政府买单还是由特许经营承包商支付？

二是特许经营权的管理者是按市场竞争规则（即价值）选择发射30颗卫星的服务商，还是由欧盟按“政治意愿”选择欧洲阿里安火箭？若是后者，谁来买单？

三是伽利略系统运营初期的市场风险应由政府承担，因为迄今为止的商用卫星导航业务主要仍是面向政府和公共服务市场。随着市场的拓展，政府财政补贴可逐年减少，但何时中断补贴无法提前预测。

四是伽利略与GPS的最大区别是伽利略系统运营商必须确保付费用户的导航精度。如果以付费方式使用伽利略信号的商用飞机或其他交通工具因导航信号的过失造成重大事故，那么特许经营权的管理者是否应当承担“第三方责任”赔偿？或是这种风险如何来化解，由谁来保险？

上述涉及特许经营权承包合同细节问题的谈判迄今仍未找到妥善的解决方案，预计会在2006年底前结束。如果伽利略联合执行体无法与联合投标团队在2006年6月前签署特许经营权承包合同，那么伽利略系统投入使用的时间可能会推迟到2010年底。

伽利略系统投资利益分配之争获得平衡

从表面上看，2005年伽利略系统在轨验证阶段筹款面临的僵局是欧洲航天局2亿欧元超支预算由谁买单问题，但深层原因是德国、法国、英国、西班牙和意大利等主宰欧洲航天局大权的若干欧洲大国政府都要求将地面操作控制设施中的某些关键设施（如主控中心）设在本国领土上而引发的利益之争。德国是首先强烈表达这种欲望的国家。早在半年前，德国曾经发难：除非将伽利略系统的主控中心和未来运营管理伽利略系统的公司总部设在德国，否则德国不会为伽利略系统继续投资。由于这个选址问题在某种程度上涉及到未来伽利略系统的主导权和控制权，因此其他欧洲大国也不会拱手相让。某些国家也提出类似条件，声称如果欧洲航天局不能保证满足这些要求，他们的政府将拒绝分摊超支款，也拒绝在欧洲航天局与伽利略工业集团签署的在轨验证阶段第二份合同上签字。由于欧洲航天局局长无权对上述设施的选址问题作出任何决定，因此他也拒绝签字。各方互不退让，导致本应在2005年9月30日前完成超支款筹集并签发第二份合同的任务无法实现，只好将这一时限再次推迟到10月31日。

据《空间新闻》周刊2005年10月17日报道，欧洲航天局局长Dordain在与若干欧洲国家政府僵持了10个月之后，开始软化其原先的立场，不再拒绝批准为伽利略计划继续拨款。

2005年10月13-14日在欧洲航天局举行的一次重要会议之后，Dordain已同意在总额达9.5亿欧元的第二份合同的大部分条款上签字，目的是使伽利略工业集团几乎陷于停顿状态的研发工作能够继续进行下去。尽管某些国家仍然拒付应支的超支款，但Dordain说，“我的职责是促成伽利略计划成功，而不是一直在和某些成员国打仗。”

2006年1月19日，经过多方协调，欧洲航天局终于打破了持续一年的僵局，与伽利略工业集团签署了在轨验证阶段的第二份合同，解决了另一个棘手问题。

这份合同之所以能顺利签发，僵局之所以能被打破，关键在于德国、意大利、法国、英国和西班牙的投资利益得到了某种平衡。

据报道，由于德国GDP总值约占全欧GPD的1/4，因此按各国GDP比例投入经费也最多，理应得到最大回报。但过去几年来它希望主导伽利略计划的愿望却始终无法实现。2005年德国曾先后提出如下两个条件：一是伽利略系统的主控站和未来获得特许经营权的私营公司总部必须设在德国本土；二是德国政府应在未来的私营公司中占有股份。如果这两个条件得不到满足，德国政府将拒绝继续为伽利略计划拨款。

根据2005年12月5日德国政府与欧洲各国政府和主要参与公司达成的协议，上述要求已基本得到满足。

根据该协议，各主要国家同意德国政府在未来经营和管理伽利略系统的私营公司中拥有一定比例的股权。具体做法是：由德国航空航天局（DLR）下属航空航天中心的商业分部，巴伐利亚的Foarder银行，德国电信公司附属的T系统公司和EADS航天公司的德国分部联合组建的TeleOp联盟将成为正在与伽利略联合执行体谈判20年特许经营权合同投标团队中的第8个成员。其他7个成员分别是：西班牙空中交通管制部门AENA公司，法国阿尔卡特公司，泛欧EADS航天公司，意大利Finemeccanica公司，西班牙Hispasat卫星公司，英国的Inmarsat分部和英法合资的泰雷丝（Thales）公司。由此可见，未来20年经营伽利略系统的所谓私营公司的主导权，实际上是间接或直接地掌握在德、法、意、英和西班牙等主要国家手中。德国声称，尽管德国航空航天局成为未来伽利略特许经营公司股东，但德国政府和伽利略公司之间将会建立一道防火墙。

该协议还对未来伽利略主控中心、卫星控制中心和未来特许经营公司的总部选址提出了一揽子解决方案，解决了德国、意大利、法国、英国和西班牙等国的利益分配问题。具体方案是：未来伽利略的两个主控中心分别设在德国Oberpfaffenhofen和意大利的福其诺；而伽利略卫星控制中心将设在英国伦敦；另一个专用于伽利略生命安全与空中交通管制业务的运作中心将设在西班牙；而未来伽利略特许经营公司的总部则设在法国图卢兹。由此可见，这份协议是德、意、法、英和西班牙五大国各自利益相互平衡和妥协的结果。