原为联合国监督、检验及核查委员会下属的的多学科分析中心主任，现为MIT安全研究项目的高级研究科学家。在本文中，他全面探讨了中国导航卫星系统的效能，并分析了该系统在增加中国战略导弹精度方面的潜在作用。

　　随着2003年5月24日第三颗北斗-1号卫星的发射升空，中国宣称它已经建立了一个由三颗导航卫星组成的卫星体系。前两颗分别于2000年10月31日和12月21日发射升空。"北斗"卫星系统与美国的全球卫星定位系统(GPS/NAVSTAR)和俄罗斯的全球导航卫星系统(GLONASS)以及欧洲计划中的"伽利略"系统有很大的区别。它是由三颗地球同步轨道卫星组成，覆盖范围只能以地区为基础，而不像其它系统具备了全球覆盖能力。

　　作者认为，近年来中国一直在采取渐进的步骤发展空间导航卫星系统。它所宣称的第一颗导航卫星，也就是北斗-1A号于2000年10月30日发射升空，卫星定位于东经140度的地球同步轨道，大约在新几内亚岛上空，这也是处于整个星座最东面的一颗工作星。两个月后的12月20日，中国又发射了第二颗地球同步导航卫星--北斗-1B号，它位于东经180度印度洋中部上空。在近两年半的时间里，它们构成了中国仅有的导航卫星，直到第三颗卫星的发射升空。北斗-1C号属于导航定位系统的备份星，它位于东经110.5度，处于前两颗工作星的中间，与前两颗一起组成了中国自己完整的卫星导航定位系统。在相隔两年半的时间里中国才发射第三颗卫星，看起来中国很可能利用了这段时间来测试卫星电子设备和熟悉系统的操作。

　　通常，导航卫星的位置对于确定用户和卫星的距离以及此后的位置非常重要。这三颗卫星众所周知处于地球同步轨道，它们位置的变化对于导航的影响是巨大的。在卫星工作的这段时间里，北斗卫星的经度偏差一直保持在加减0.1度，这也是国际电信联盟所提出的标准范围，在地球同步轨道的高度上，这个偏差与地球的对应值为150公里。每经过大约一个月，当负责保持卫星在轨位置的发动机点火期间，这种经度变化就会发生一次。因此，每日的变量相对要小，只有2至3公里。

　　然而，由于存在着卫星轨道赤道倾角以及卫星轨道并不是真正的圆形，所以地球同步卫星每天在轨道的位置也是有变化的。前两颗卫星的轨道赤道倾角为0.06度，对应每天南北方向50公里的差额，最新的第三颗卫星轨道赤道倾角大约0.014度。倾角的不同是由于太阳和月亮(以及地球不是一个真正的圆球形状这样一个事实)在过去两年半时间中对前两颗卫星的辐射压力所致，最后，地球同步卫星轨道并不是真正的圆形，每天会引起40公里的径向偏差。

　　所有这些偏差，在距离地面35000公里的轨道看起来微不足道，但在定位方面如果不对参数修正的话却能引发巨大失误。现有以卫星为基础的导航系统通过向用户播发当前轨道参数及授时信号解决这类问题，然后用户计算出精确卫星位置用于自己位置估算。看起来中国"北斗"系统很可能使用的是同样的工作原理。

　　◆系统精度的估算 

　　卫星系统的用户可以测算出自己在地球上的位置，如果他知道自己与三颗卫星或更多卫星之间的距离的话。估算的精确度取决于一系列因素包括电子设备的精度、信号穿越大气层的影响以及已知的卫星位置到底有多精确和其几何排列的顺序。

　　使用更多的卫星可以增加位置估算的精度，然而如果卫星广泛地分布于用户的上空也可以增加定位精度。实际上四颗卫星就也可以取得理论上的最大定位精度，这就要求其中三颗要均匀地分布在水平面上。换句话说就是以120度为间隔，第四颗卫星位于用户的正上方。从这种最佳几何排列中移动任何一颗卫星都将降低用户定位的最佳精度。

　　由于"北斗"卫星导航系统总共只有三颗卫星在轨，因此就要求用户装有一台高精度原子钟。或者其它的必要条件也行，如用户处于海平面位置，这种条件使得该导航系统除了用于舰船导航之外在陆上几乎毫无用武之力。由于在这种情况下即使没有卫星导航也可以得到一个合理的定位精度，因此本文在此不予具体论述。我们将假设用户携带了一只作工粗糙的小型高精度时钟或是一台同步的价格不贵误差也不是很大的时钟。

　　近年来原子钟越来越普及，中国肯定已经将或是自己制定或是购自国外的高精度时钟安装在导航卫星上了。不管怎么样，虽然我们对中国的一个步兵排甚至是一辆坦克能否在野外成功地操作这一装置持怀疑态度，但是我们绝对有理由相信中国的飞机能够携带原子钟并做到时钟与卫星的同步化，以此来确保导弹发射后数分钟时间里所最必需的精度。

　　卫星的几何排列，就像用户所看到的，在决定系统的精确度方面起着非常重要的角色。中国位于地球同步轨道上的三颗卫星远远没有达到最佳化的几何排列。如果用户靠近赤道的位置，这三颗卫星看起来就像是从头顶穿过的一条直线。这种几何排列虽然能够很好地决定经度，但在测量纬度或高度方面却存在着很大的缺陷。实际上在赤道平面上，美国的GPS系统测量经度的精确度要比北斗卫星强一千倍，这个比较是建立在假设两个系统都存在着电子设备、大气失真及其它来源所引发的相同的误差基础之上的(另外，用户的原子钟不可避免也存在着误差，除非也像卫星上安装的原子钟一样经常进行数据更新，在此我们不予考虑)。因此，北斗星座的用户在赤道上测量纬度的误差范围至少是一个东西10米、南北3000米的大椭圆。同样，在高度的测量方面，美国的GPS系统精度也要超出中国10倍。当用户向北方移动时，纬度和高度的精确度实际上在某种程度上得到了改善，这是因为北斗星座的几何排列看起来更加合理一些。当用户越向北前进，卫星看起来越靠近水平线，也就是说星座越逼近它的最佳几何排列。台湾台北的一个用户使用该系统时，经度精确度大约10米，而纬度精度大概只能有100米左右了。虽然这比赤道附近的用户有了极大的改进，但要想靠这种精度制导航空炸弹却还远远不够。用户越往北，精度就会增加，直到北纬80度线，在那里"北斗一号"卫星系统的经度测量精确度可以与GPS系统相媲美。这个比较也是建立在两个系统存在着所有其它来源误差相同的假设基础之上的。更加有趣的是，如果用户所处的海拔高度增加上百公里，那么系统在北纬地区的精确度还会随之相应增加。