25年持續(xù)蓄力，北斗已向全球組網(wǎng)發(fā)起全部沖刺

2019年9月23日5時(shí)10分，我國(guó)在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心以“一箭雙星”方式，成功發(fā)射第47、48顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星。

這次發(fā)射正式拉開了北斗三號(hào)從基本系統(tǒng)向完整系統(tǒng)大步邁進(jìn)的高密度發(fā)射序幕。

自1994年我國(guó)啟動(dòng)北斗一號(hào)系統(tǒng)工程建設(shè)，中國(guó)北斗砥礪前行，按照“三步走”發(fā)展戰(zhàn)略，闖出了一條適合中國(guó)國(guó)情的創(chuàng)新發(fā)展道路。

如今，北斗已成為全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中不可忽視的重要力量。面向全球組網(wǎng)，北斗已發(fā)起全部沖刺。未來(lái)，中國(guó)北斗將與其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)并肩，提供精度更高、運(yùn)行更穩(wěn)定、功能更可靠的定位、導(dǎo)航和授時(shí)服務(wù)，成為面向全世界的重大公共服務(wù)空間基礎(chǔ)設(shè)施，為構(gòu)建人類命運(yùn)共同體作出“中國(guó)貢獻(xiàn)”。

“關(guān)門”前搶入“導(dǎo)航俱樂(lè)部”

1990年的海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中，裝載GPS的精確打擊武器大規(guī)模使用，作戰(zhàn)效能令全球震驚。

如果說(shuō)導(dǎo)彈是槍，原子彈是彈，衛(wèi)星導(dǎo)航就是精確瞄準(zhǔn)鏡。早在20世紀(jì)70年代，中國(guó)航天人就啟動(dòng)過(guò)“燈塔一號(hào)”工程進(jìn)行探索，但因經(jīng)濟(jì)和技術(shù)方面難以支撐，工程被迫下馬。

但中國(guó)人建設(shè)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的決心沒有動(dòng)搖。經(jīng)過(guò)不斷探索，我國(guó)逐漸形成了從建設(shè)北斗一號(hào)試驗(yàn)系統(tǒng)，到北斗二號(hào)區(qū)域?qū)Ш较到y(tǒng)，再到北斗三號(hào)全球系統(tǒng)的“三步走”戰(zhàn)略。

2000年，我國(guó)發(fā)射2顆地球靜止軌道北斗衛(wèi)星，創(chuàng)造性地實(shí)現(xiàn)了雙星有源定位，同時(shí)能提供授時(shí)和短報(bào)文通信服務(wù)。該方案利用我國(guó)現(xiàn)有成熟技術(shù)，以小投入、短周期，實(shí)現(xiàn)了衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)的自主可控。

北斗一號(hào)工程啟動(dòng)時(shí)，美國(guó)GPS、俄羅斯格洛納斯已分別發(fā)射了20多顆導(dǎo)航衛(wèi)星，占用了適合衛(wèi)星導(dǎo)航的黃金頻段。中國(guó)與正在建設(shè)伽利略系統(tǒng)的歐盟，推動(dòng)電聯(lián)從航空導(dǎo)航頻段中擠出一小段以供使用。2000年4月18日，北斗和伽利略系統(tǒng)同時(shí)申報(bào)。按照電聯(lián)規(guī)則，在7年內(nèi)發(fā)射導(dǎo)航衛(wèi)星，并成功發(fā)射和接收相應(yīng)頻率信號(hào)，才能獲得該軌道位置和頻率資源，否則不能取得合法地位。

2005年，歐盟發(fā)射了首顆伽利略導(dǎo)航衛(wèi)星。此時(shí)我國(guó)雖已發(fā)射3顆北斗試驗(yàn)衛(wèi)星，但其不具備主動(dòng)發(fā)射下行信號(hào)的能力。符合電聯(lián)規(guī)則的北斗二號(hào)衛(wèi)星仍在研制，時(shí)間緊迫。

北斗人背水一戰(zhàn)，倒排工期，將研制周期大大縮短。同時(shí)，西昌衛(wèi)星發(fā)射中心也攻克了使用新改建發(fā)射工位、使用遠(yuǎn)控模式、發(fā)射中圓軌道衛(wèi)星等多項(xiàng)挑戰(zhàn)，針對(duì)此次任務(wù)分析風(fēng)險(xiǎn)、制定措施、把控節(jié)點(diǎn)，扎實(shí)做好了各項(xiàng)準(zhǔn)備。

2007年4月14日4時(shí)11分，這顆肩負(fù)著重要使命的北斗衛(wèi)星起飛，于4月17日20時(shí)許傳回了信號(hào)。此時(shí)。距離電聯(lián)的“七年之限”只剩不到4個(gè)小時(shí)。

混合導(dǎo)航星座

GPS等衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)均采取單一軌道星座構(gòu)型，全部組網(wǎng)衛(wèi)星都運(yùn)行在2萬(wàn)公里高度的中圓軌道。

但北斗系統(tǒng)不可能像GPS那樣，在全球建立地面測(cè)控站。北斗二號(hào)工程衛(wèi)星系統(tǒng)總設(shè)計(jì)師楊慧說(shuō)，受國(guó)土布站局限，北斗造出能在國(guó)土范圍內(nèi)管轄的星座，為此采取高、中軌衛(wèi)星混合的組網(wǎng)方式。但這面臨一系列世界性難題。

經(jīng)過(guò)不懈努力，北斗團(tuán)隊(duì)解決了高軌導(dǎo)航衛(wèi)星姿態(tài)控制、高精度溫控等難題，提升了系統(tǒng)服務(wù)的精度、連續(xù)性和可用性。2012年底，由14顆衛(wèi)星構(gòu)成的北斗二號(hào)區(qū)域衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建成，實(shí)現(xiàn)了全天時(shí)全天候?yàn)閬喬蟛糠值貐^(qū)提供定位導(dǎo)航授時(shí)服務(wù)。

“北斗二號(hào)在上同步軌道導(dǎo)航衛(wèi)星，同時(shí)了以地球同步軌道衛(wèi)星、傾斜地球同步軌道衛(wèi)星為骨干，兼有中軌道衛(wèi)星的混合導(dǎo)航星座。”該工程原副總設(shè)計(jì)師、北斗系統(tǒng)顧問(wèn)李祖洪說(shuō)，對(duì)于區(qū)域?qū)Ш较到y(tǒng)而言，這種組合可以用少的衛(wèi)星數(shù)量實(shí)現(xiàn)好的覆蓋效果，已獲得了上的認(rèn)可。

在北斗二號(hào)工程建設(shè)的同時(shí)，我國(guó)于2009年啟動(dòng)了北斗三號(hào)全球系統(tǒng)的建設(shè)。

行波管放大器是通信衛(wèi)星的關(guān)鍵元器件，曾長(zhǎng)期依賴進(jìn)口。2014年，我國(guó)正在進(jìn)行北斗三號(hào)試驗(yàn)衛(wèi)星研制時(shí)，外方突然通知，由于政府原因停止供貨。

不過(guò)，北斗團(tuán)隊(duì)早已認(rèn)識(shí)到國(guó)產(chǎn)化對(duì)于北斗系統(tǒng)建設(shè)和穩(wěn)定運(yùn)行的重要性。在北斗三號(hào)系統(tǒng)建設(shè)啟動(dòng)的同時(shí)，中國(guó)航天科技集團(tuán)五院就聯(lián)合國(guó)內(nèi)多家單位，開展了行波管放大器等關(guān)鍵元器件國(guó)產(chǎn)化的技術(shù)攻關(guān)。

外方得知我國(guó)行波管放大器技術(shù)攻關(guān)已經(jīng)取得了突破，北斗團(tuán)隊(duì)決定用國(guó)貨替代進(jìn)口產(chǎn)品后，急忙表示可以供貨，并把價(jià)格降低了一半。這讓北斗團(tuán)隊(duì)嘗到了核心在握的甜頭，更加堅(jiān)定了走國(guó)產(chǎn)化道路的決心。

經(jīng)過(guò)數(shù)年努力，長(zhǎng)期依靠進(jìn)口的行波管放大器組件、微波開關(guān)、大功率電源控制器、動(dòng)量輪組件、星敏感器等關(guān)鍵產(chǎn)品，已實(shí)現(xiàn)主、備份全部國(guó)產(chǎn)化。北斗三號(hào)衛(wèi)星部件國(guó)產(chǎn)化率達(dá)到100%。

中國(guó)北斗向世界敞開胸懷

2017年2月28日，我國(guó)自主研制的“米級(jí)快速定位北斗芯片”正式推出，實(shí)現(xiàn)了基礎(chǔ)產(chǎn)品的自主可控并達(dá)到水平。

“全世界絕大部分的智能手機(jī)都已經(jīng)采用了支持北斗的芯片。”中國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)管理辦公室主任冉承其在國(guó)新辦2018年12月27日舉行的發(fā)布會(huì)上透露，北斗系統(tǒng)已進(jìn)入3GPP移動(dòng)通信組織。

除了“北斗芯”，中國(guó)北斗還形成了由基礎(chǔ)產(chǎn)品、應(yīng)用終端、應(yīng)用系統(tǒng)和運(yùn)營(yíng)服務(wù)構(gòu)成的完整產(chǎn)業(yè)鏈。北斗已在國(guó)家關(guān)鍵行業(yè)和重點(diǎn)領(lǐng)域標(biāo)配化使用，在大眾消費(fèi)領(lǐng)域規(guī)?；瘧?yīng)用。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，2018年國(guó)內(nèi)衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值已超過(guò)3000億元；預(yù)計(jì)到2020年，我國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)的規(guī)模將超過(guò)4000億元，北斗將拉動(dòng)超過(guò)3000億元規(guī)模的市場(chǎng)份額。

截到2019年4月，國(guó)內(nèi)超過(guò)620萬(wàn)輛營(yíng)運(yùn)車輛、3萬(wàn)輛郵政和快遞車輛，36個(gè)城市的約8萬(wàn)輛公交車、3200余座內(nèi)河導(dǎo)航設(shè)施、2900余座海上導(dǎo)航設(shè)施已應(yīng)用北斗系統(tǒng)，服務(wù)農(nóng)機(jī)設(shè)備超過(guò)5萬(wàn)臺(tái)，推廣北斗終端超過(guò)4.5萬(wàn)臺(tái)……

隨著與互聯(lián)網(wǎng)+、5G、人工智能以及共享經(jīng)濟(jì)等新興技術(shù)和產(chǎn)業(yè)模式的應(yīng)用，衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)還催生了精細(xì)農(nóng)業(yè)、精確物流、自動(dòng)駕駛、智能交通、智慧城市等經(jīng)濟(jì)發(fā)展新模式和產(chǎn)業(yè)發(fā)展新業(yè)態(tài)，其正以的深度和廣度融入社會(huì)的方方面面。

當(dāng)今世界，GPS、北斗、格洛納斯、伽利略四大衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)爭(zhēng)奇斗艷。如何看待與其他導(dǎo)航系統(tǒng)的關(guān)系？北斗系統(tǒng)自建設(shè)之初就給出了答案：始終踐行 “中國(guó)的北斗，世界的北斗”理念，要與其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)相互兼容、共同發(fā)展，造福全球“一家人”。

如今，中國(guó)北斗已敞開胸懷，等待世界的接納。