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CAPS
（軟件系統）
鎖定
- 中文名
- CAPS
- 全 稱
- Call Attempts Per Second
- 意 思
- 每秒建立呼叫數量
- BHCA
- CAPS乘以3600
CAPSCAPS導航系統
迄今為止，美國GPS仍然佔據着中國衞星導航市場的絕對份額。但由中國自主研發的北斗導航定位衞星系統，也正在迅速起飛：據新華社等媒體報道，“北斗二代”建設已進入攻堅階段，2009年將有多顆衞星發射升空。
這個已經進行多年的“經濟型”衞星導航項目，其進展在很長時間內一直難以被公眾所知曉。直到2008年12月，在《中國科學G輯》組織出版的一份專刊上，研究人員集中報告了該系統的研製進展之後，人們才有機會掀開其面紗的一角。
CAPSCAPS橫空出世
之所以有這樣的一個想法，是因為當時最為成功的衞星定位系統，即美國的GPS，從研製到最終投入使用，花費了20多年的時間和數以百億計的美元。而前蘇聯也投入巨資研製格洛納斯（GLONASS）, 其導航星座至今仍不完整。
雖然中國已經決定加入“伽利略計劃”，同時也啓動了雄心勃勃的“北斗系統”，但研究人員還是希望嘗試一些新的想法，看能否有更經濟實惠的方式來實現區域導航定位。
這場思想的碰撞持續了好些天，中國科學院國家授時中心李志剛等科學家後來也被邀請加入。
中國科學院國家天文台研究員施滸立告訴《財經》記者，上述這些衞星導航定位系統，均可稱為直播式衞星導航定位系統。也就是説，導航電文及測距碼在衞星上直接產生，然後下行廣播給用户定位。因此，都需要發射專門的導航衞星來承擔這一任務。通常需要30顆左右的導航衞星才能覆蓋全球。
在思維碰撞中，艾國祥及其同事提出了轉發式衞星導航定位系統的理念，即導航電文及測距碼在地面產生，上行至衞星，利用衞星上的信號轉發器，再下行廣播給用户定位。這樣，系統就可以少發射甚至不發射專門的導航衞星，而利用商用的通信衞星組成導航星座。
如果這一設想實現，顯然可以極大地降低導航系統的部署時間和成本。因為一般而言，空間設備研製週期長、投資大，星載設備尤其如此。以作為導航的時間和頻率基準的星載原子鐘為例，其價格昂貴、研製難度大，只有美國等極少數國家完全掌握這一技術；而且，即使研製成功，往往精度也要略微遜色。
轉發式衞星導航定位系統，則可以將原子鐘安置在地面導航站。李志剛研究員在接受《財經》記者採訪時表示：“這樣就回避了星載原子鐘的技術瓶頸。”
這種新的導航系統理念，一經提出，很快得到了中國科學院、科學技術部、國家自然科學基金委員會，以及解放軍總裝備部的支持。
2005年6月，中國科學院國家天文台、國家授時中心、上海微小衞星中心、微電子所和自動化所等研究機構，與衞通集團等其他國內機構，合作研製出轉發式中國區域定位系統(CAPS)的驗證系統，並通過國家有關部門的驗收。其粗碼信號的定位精度達到20米左右，精碼則達到10米左右，已經與GPS民用碼的精度相當。
據瞭解，這個驗證系統的研製僅用了不到兩年的時間，經費則不到美國研製GPS的千分之一。當然，這一成功，很大程度上也有賴於中國天文系統在長期基礎研究中所積累的信號被動接收、微弱信號檢測、衞星測軌定軌等技術的應用。
退役衞星“第二春”
研究人員最初的設想是，發射傾斜軌道的通信衞星組成導航星座，來解決三維定位的問題。後來，他們卻在不經意間找到了一種更省錢的辦法，那就是開發退役衞星的“第二春”。
中國衞通集團退休專家陳吉斌參與了CAPS系統的研製。這位原亞太衞星公司副總裁告訴《財經》記者，退役衞星上的設備並未損壞，只是燃料快消耗完了。
不過，為了保證業務不間斷，衞星公司必須在衞星壽命結束前的一段時間裏，發射新的同步通信衞星完成更替。也就是説，衞星退役前還有一定的剩餘燃料。
研究人員通過多次討論，提出了一個巧妙的思路：利用退役衞星上的剩餘燃料和轉發器資源, 將其納入導航星座。
因為當地球同步通信衞星正常運行時，需要在經度和緯度方向同時保持姿態；而如果將其作為導航衞星使用，只需要對經度方向進行保持和調整，緯度方向則任其自由漂移，這樣反而可以改善導航星座的空間佈局。
陳吉斌對《財經》記者表示，與同時調控衞星的經緯度方向相比，該調整模式所消耗的燃料僅為原來的十分之一；這樣，那些剩餘的燃料，就足以支持衞星的長時間使用。
於是，2005年，CAPS項目組從亞太衞星公司購買了退役衞星亞太1號。這顆衞星的燃料原本只剩下幾個月，但被“徵用”至今已有四年多，仍然運轉良好。2008年，項目組又購買了另一顆退役衞星：亞太1A號。這顆衞星的剩餘燃料更多，預計可供CAPS使用約十年。
代表項目組去洽談退役衞星購買事宜的，是國家天文台高級工程師蔡賢德。他對《財經》記者直言，這樣的生意很好談，“像我們這樣的買家太少了”。因為對於衞星公司來説，不僅多了一筆預算外的收入，還省去了處理退役衞星這種“太空垃圾”的麻煩。
項目組在《中國科學G輯》發表的論文中表示，今後幾年內, 中國還陸續會有鑫諾1號、鑫諾3號、中衞1號、亞洲2號等衞星退役，這些退役衞星的剩餘價值均可得到利用。隨着這些通信衞星陸續加入導航星座，整個系統的精度也將得到進一步提高。
此外，在蔡賢德看來，退役通信衞星的變廢為寶，也有助於維護中國的“空間主權”。
因為就像土地一樣，空間的軌（道）位（置），同樣是非常寶貴的資源，退役衞星如再利用，就可以繼續佔據原有的軌位甚至新的軌位。
市場能否“芝麻開門”
與直播式衞星導航定位系統相比，CAPS還有一個優勢，那就是導航通信一體化。
據陳吉斌介紹，通信衞星上的轉發器很多，藉助這些豐富的轉發器資源，研製出可雙向通信的接收機，就可以使系統實現導航通信一體化。
早在2006年，CAPS的導航通信一體化試驗，就在車輛行進中和船舶海上航行中試驗取得成功。此後，相關的試驗及應用也一直在開展。
相比之下，現有的GPS只有導航定位功能，無法在系統內解決回傳通信問題。因此，當車輛在野外行駛時，用户中心無法知道其下屬車輛的情況；在戰場上，上級指揮機關無法知道戰場的態勢；導彈發射以後，也無法評估打擊效果。
在導航星座佈置上，CAPS也比較靈活，可以根據情況選擇地球同步軌道衞星、傾斜軌道衞星、中高度軌道衞星等。即可以不搞全球星座均衡佈局，而是從區域應用實際需求出發考慮最優星座佈局。
“GPS等系統使用的是L波段，頻段資源少，幾乎沒有伸腳的地方了。”蔡賢德對《財經》記者解釋説。
李志剛還告訴《財經》記者，從理論上講，CAPS的定位精度今後有可能高於GPS。因為影響定位精度的因素，主要包括原子鐘和衞星軌道測量；而地面原子鐘在精度上可以比星載原子鐘高出一兩個數量級，且易於維護和更新。
他和同事利用新的時間比對技術，已經獲得了優於兩米的衞星軌道測量精度；這一精度，已經與GPS可以提供的衞星軌道測量精度相當。
不過，他也提醒説，CAPS要想在精度乃至綜合性能上與其他導航系統競爭，還有很多工作要做。
CAPS項目組成員在接受《財經》記者採訪時也承認，CAPS需要修正誤差的環節，就比GPS多一些。
此外，儘管整個CAPS系統的建設費用低出一大截，但對於用户來説，其接收終端的價格與GPS不會相差太多。這或許會影響其在市場上的吸引力。
但項目組認為，CAPS這種的系統仍然有着廣闊前景。畢竟，像美國GPS這樣龐大的衞星導航定位系統，不是所有國家都有財力承擔的。而且GPS系統是30年前的技術方案，在伊拉克戰爭中已經暴露出抗干擾差等缺陷。
對於希望開發國內衞星導航產業的國家而言，尤其是中小國家，CAPS無疑是個不錯的“候選者”。在項目組看來，CAPS的投入成本低、建設週期短，大約只需要30億元人民幣和兩三年時間，就能迅速建設一個覆蓋三分之一地球、且包括中國國土在內的系統。
“建設（CAPS）這樣的系統，將來不一定非要成為國家行為。有魄力的大公司，説不定也可以投資。”施滸立説。
一位長期從事衞星導航定位研究的專家則向記者表示，考慮到國家戰略需求和技術成熟程度等因素，“北斗系統”理應成為中國衞星導航定位系統建設的主打。而CAPS這一系統，也值得繼續探索和試驗。■
Principle:
1. By using the primers to get a PCR product (a specific DNA band)
2. Restriction digesting the PCR product using a specific restriction enzyme
to detect polymorphisms of the digest products on agrose gel
3. Genotyping the polymorphic bands among the population
Process：
1. Amplify Target Sequence
Design primers (正反) complementary to flankingregions
2. Cut with a restriction enzyme thatdifferentiates alleles
3. Alleles can be differentiated by sizebased on loss or gain of restriction site; May be able to analyze on agarosegel
