The collapse of NuScale’s project should spell the end for small modular nuclear reactors
Although there were problems specific to the Utah Associated Municipal Power Systems project, the financial challenges and cost trends witnessed in that case will afflict any SMR project.
Published Jan. 31, 2024 by M.V. Ramana，the Simons Chair in Disarmament, Global and Human Security and Professor at the School of Public Policy and Global Affairs, at the University of British Columbia in Vancouver, Canada.
This past November, the Utah Associated Municipal Power Systems, or UAMPS, terminated what was to be “the first NuScale Power small modular reactor plant to begin operation in the United States.” This was a death foretold; the red flags have been obvious for years now. Although there were problems specific to that project, the financial challenges and cost trends witnessed in this case will afflict any small modular nuclear reactor project. In a rational world, no utility or government would invest another dime on these theoretical reactor concepts.
中国的北斗与美国的GPS
2020年7月31日，中国自主研发的北斗3号(BDS-3)完工，很多人热血沸腾、奔走相告，认为由此可以证明中国的技术领先全世界，“甩了美国几条街”，真乃是“厉害了我的国”。我与这些人交谈时，发现他们其实并不知道北斗系统的发展过程，更不知道北斗2号与北斗3号之间的差异，仅仅是一味地欢呼雀跃，没有具体内容，让人觉得有点盲目、空洞。于是我就打算写这篇文章，简单科普一下北斗卫星的发展状况及其现状，用事实和数字给这些人以些许帮助，这便是本文的希望。
按时间顺序，当然应该先介绍一下美国的GPS，以便有个作比较的基础。飞机和轮船在航行中动态地知道自己在地球上的位置，其军事意义是不言而喻的。英国人从1944年就开始了动态定位系统的早期研发，1960年代初，美国军方开始了全球卫星定位系统(GPS)的研究，从1970年代开始建造，1980年代后期初步完善，到1993年，24颗低空卫星的最后一颗部署完毕，军用系统的GPS第1期工程完工，它的空间误差精确到了1厘米。1995年，在添加了可控制的特种噪声信号后，将误差精度扩大为100米，免费向民用开放，这已足够民航客机使用了。后来随着汽车导航系统的普及，这个误差又被减小到10至15米。如果商业用户想要让误差再小一些，那就不是免费的了，需要向美国国防部申请许可证，购买特种接收器，付费使用，并必须接受国防部的监控。误差越小，费用越贵，受到的监控也越严格，商用GPS接收器的最小误差为2厘米。我自己实际使用过的商用GPS接收器的误差是10厘米。那时我的老板曾对我说，误差为2厘米的许可证，价钱太贵，公司买不起。经过三十多年的商业运作，GPS已经深入到民间的每一个角落，全世界所有的手机和各种类型的导航器中，全都有GPS的身影，许多半导体芯片中都有一小块面积用于GPS的接收器。对于21世纪20年代的人来说，GPS导航几乎成了人手一部的普通家用电器产品，不能算是“高科技”了。来自全世界的商业收入足以满足GPS自身的维护与发展并绰绰有余，这使得GPS能够长期健康成长，并为美国增添了许多军费。可以说，GPS是英美两国科学家半个多世纪的科学技术与经验的结晶，并且经历过多次实战检验，日臻成熟、可靠，是1980年代的最先进的科学技术之一。
中国不是美国的军事盟国，不能使用军事水平的GPS。中国政府认为，重要的军事技术应该独立自主，不能受制于他人。从1994年开始，中国决定研发自己专用的卫星导航系统，取名为“北斗”。中国自己的北斗应该向哪个方向建设和发展呢？当时出现了两种不同的意见。第一种意见是：应该向美国学习，建设出一套与GPS一样的导航系统，借用美国成熟的技术和经验，可以少走弯路。第二种意见是：跟在别人的屁股后面走，永远都是二流水平，因此，应该弯道超车，后来者居上，建设出不同于美国、并且强于美国的卫星导航系统。一番争论之后，后者获胜，这就是后来人们见到的北斗1号和北斗2号。2000年北斗1号完工，这仅仅是一个实验性质的系统，一共只有两颗同步静止卫星，位于赤道上空35,786公里处，用来测试一下卫星之间的通讯和卫星与地面之间的通讯。在北斗1号成功的基础上，2004年北斗2号开工，并于2012年完工，达到了设计要求，再次获得成功。北斗2号是中国自己研发的第一个有实用意义的卫星导航系统，共有14颗卫星，9颗高空同步卫星，5颗中低空辅助卫星。
北斗2号与GPS相比，各有哪些优缺点呢？GPS有24至31颗低空卫星，北斗2号只有14颗，卫星少，建设成本低。GPS的定位精度是1厘米，北斗2号的定位精度是10米。GPS的定位属于“被动定位”，是一种单向通讯，客户的接受器只接受来自GPS的卫星信号，自己不发射信号，只要能同时收到4颗卫星的信号，就可以定位，功耗小，结构简单。北斗2号的定位则属于“主动定位”，客户的接受器必须首先向高空的同步卫星发射信号，请求告知自己的位置，同步卫星很高，鸟瞰半个地球，可以清楚地看到申请者之所在，然后告知其具体位置。除此之外，还可以把申请者的位置通知其上级和其他相关战友，具有一些卫星电话、短信的功能。当然，从地面向高空卫星发送信号，功耗大，体积大，设备复杂。北斗2号的设计者认为，这种主动定位功能是双向通讯，要远强于GPS的单向通讯，技术上比美国的GPS强出许多，这是最为引以为自豪的设计和成就，是碾压美国GPS的最大技术特征。因此，综合比较，北斗2号甩出美国的GPS好几条街。
2012年北斗2号完工后，交付给唯一的用户，即中国军队投入试用。经过一系列军事演习等实战检验后，中国军方指出了北斗2号的一个致命的缺陷：当客户的接受器发出请求信号后，不仅高空的同步卫星可以接收到这些信号，附近的电子侦察机和位于低空的众多的间谍卫星也全都能收到，并立刻就能判断出发出信号者的位置。当高空静止卫星发出的位置信息返回地面时，敌方的导弹可能已经快要到达自己的头顶了。也就是说，北斗2号的这个最为重要的基本设计，伤害了军队的保密性，在获得定位的同时，暴露了自己的位置，因此不具有任何军事意义，无法在战场上使用。在这种严峻而又无情的事实面前，花费了20年的时间才开发出来的北斗2号被迫报废弃置。中国的卫星导航系统绕了个大圆圈，又返回到出发点。无奈之下，从零开始，重新设计自己的新的卫星导航系统。这次不再搞什么弯道超车了，而是完全模仿美国的GPS，采用被动定位，单向通讯，这就是后来人们见到的北斗3号。北斗3号于2020年7月31日完工，类似于GPS，最终由30颗低空卫星组成，这才是中国的第一个具有军事意义的卫星导航系统。
目前，北斗3号的定位精度是2.5至5米，强于北斗2号的10米，这个误差对于汽车、飞机、轮船的导航来说，足够用了，但对于导弹制导来说，还是不够的。1990年代初期，GPS的定位精度就已经达到了1厘米(0.01米)，从那时开始，美军就开始了GPS制导导弹的研究。美军曾做过一个试验，发射一枚GPS制导导弹，准确地命中了一栋废弃楼房的烟囱口，然后，导弹顺着烟囱落入地下室，然后再爆炸。如果误差高达2.5米，导弹就只能落在周边某处爆炸，效果就会大不相同。目前，北斗3号仍然在不断地改进提高中，随着科学技术的进步和工艺加工的改进，它的误差一定会不断缩小，其定位精度有望能够达到1厘米的水平。不过到了那个时候，奉劝本文开首提到的那些人们，还是要稍安勿躁，保持冷静，脚踏实地，稳步前行才好，因为，美国的卫星定位系统研究也还在快速发展之中，并没有停步。
(张又普初稿于2024年7月25日)
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北斗目前还支持短报文。
我自己实际使用过的商用GPS接收器的误差是10厘米。那时我的老板曾对我说，误差为2厘米的许可证，价钱太贵，公司买不起。
大家可以比较一下，英文和简中关于这项技术和其前景的报道：
The collapse of NuScale’s project should spell the end for small modular nuclear reactors
Although there were problems specific to the Utah Associated Municipal Power Systems project, the financial challenges and cost trends witnessed in that case will afflict any SMR project.
Published Jan. 31, 2024 by M.V. Ramana，the Simons Chair in Disarmament, Global and Human Security and Professor at the School of Public Policy and Global Affairs, at the University of British Columbia in Vancouver, Canada.
This past November, the Utah Associated Municipal Power Systems, or UAMPS, terminated what was to be “the first NuScale Power small modular reactor plant to begin operation in the United States.” This was a death foretold; the red flags have been obvious for years now. Although there were problems specific to that project, the financial challenges and cost trends witnessed in this case will afflict any small modular nuclear reactor project. In a rational world, no utility or government would invest another dime on these theoretical reactor concepts.
vs
《环球时报》：
作为核能创新的典型代表，小型模块核反应堆具有用途多元、部署灵活、环境友好、安全性高等突出特点，可满足中小型电网的供电、城市供热、工业供汽、海水淡化、同位素生产等需求，具有很好的发展预期和市场前景。一份来自国际原子能机构的统计数据显示，全球范围内18个国家正在开发的小型模块核反应堆技术就超过80种。
“十几年前，当中国开始做小型核反应堆技术研究的时候，致力于开展这项技术研究的国家并不多，但最近几年，开展相关研究的国家越来越多。”中核集团模块式多用途小型压水堆总设计师、中国核动力研究设计院小堆总设计师宋丹戎9月5日在接受《环球时报》记者采访时介绍称，中核集团正充分发挥完整核工业体系优势，高速推进小堆技术与产业发展。“玲龙一号”是中核集团在成熟压水堆核电站和核电技术的基础上开发的具有自主知识产权的创新型核反应堆，是全球首个通过IAEA通用安全审查的小型模块化压水反应堆。海南昌江“玲龙一号”小型模块化先进压水堆预计2026年建成投运，目前其一体化压力容器已吊装就位，标志着我国在模块式小型堆建造上走在了世界前列。
既然是一项应用技术，为何只字不提最基本的一个指标：性价比，计入这个反应堆的造价和运营费用，在它的lifespan里，发的电是多少钱一度？
跑步用的Garmin 手表的高精度 gps 依靠双频或多个卫星来定位
当时与卫星直接双向通信并非容易，地面方必须有足够大的射频功率，这样接收装置就必须大而昂贵。而卫星方要同时回答百万，千万数量级的请求，其频带得多宽，CPU的处理能力得有多强，当时差距还很远。当然如果只考虑极其少量的用户，特别是只限于小范围军用，系统可以工作，但卫星发射和运行的成本也太高了。正如文中所述，实际上军用不能保密，最终毫无价值可言。所以北斗-3回到GPS的被动接收方案也真是不得已。
1）美国的军用的精度没有1cm。只有加上地面辅助的差分，才可以达到1cm。没有地面辅助的，美国的军用也只能达到0.5米
2）中国的收发只是在第一代的验证卫星上使用，至于为啥这个特点保留到第三代，是因为国家发现民用时，可以跟踪用户，在某些方面加强管理。如果说到第二代才发现这是军用的一个缺点，显然是瞎说。中国的卡车，渔船等都有北斗。政府也利用这个特点管理
3）中国的民用的定位的精度远超2.5至5米。军用的也远超2.5至5米，和美军的0.5米相当。俄国的也是同样的精度
4）精度和测量的时间有关