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獨(dú)立的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，是政治大國、經(jīng)濟(jì)大國的重要象征。
從1994年立項(xiàng)到2000年建成北斗一號系統(tǒng)，從2012年開始正式提供區(qū)域服務(wù)到2020年服務(wù)全球……26年間，中國北斗人始終秉承航天報國、科技強(qiáng)國的使命情懷，探索出一條從無到有、從有到優(yōu)、從有源到無源、從區(qū)域到全球的中國特色發(fā)展道路，從而使我國成為繼美國、俄羅斯之后世界上第三個擁有自主全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的國家。
2020年7月31日，北斗三號全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)正式建成開通。它的建成開通，是國之大事喜事，很多人笑著笑著就哭了。當(dāng)中，很多工程開創(chuàng)階段時的科研人員，早已白發(fā)蒼蒼，但他們在建設(shè)北斗系統(tǒng)過程中孕育出來的“自主創(chuàng)新、開放融合、萬眾一心、追求卓越”的新時代北斗精神，已成為 “兩彈一星”精神、載人航天精神的血脈賡續(xù)，不斷激勵著新時代北斗人繼續(xù)前行。
2000年10月31日，中國自行研制的第一顆導(dǎo)航定位衛(wèi)星“北斗導(dǎo)航試驗(yàn)衛(wèi)星”在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射成功。新華社記者 查春明 攝
前無古人的“中國道路”
在我國籌建北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)之時，世界上已經(jīng)建成全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。
起初，我們也想學(xué)習(xí)效仿其他國家，可是在這個過程中遇到了一些難題。國家安全利益高于一切，所以，北斗系統(tǒng)必須自主可控。
2003年5月25日，我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用“長征三號甲”運(yùn)載火箭，成功地將第三顆“北斗一號”導(dǎo)航定位衛(wèi)星送入太空。新華社記者 李剛 攝
要想在地球上任何地點(diǎn)任何時間實(shí)現(xiàn)定位導(dǎo)航，就得保證用戶在地球上任何地點(diǎn)任何時間至少“看到”4顆定位導(dǎo)航衛(wèi)星。GPS全球系統(tǒng)就是由24顆工作衛(wèi)星組成的。
當(dāng)時，我國底子薄，不可能“一步建全球”。1983年，“863計劃”倡導(dǎo)者之一陳芳允院士，創(chuàng)造性地提出“雙星定位”構(gòu)想。這一方案，能以最小星座、最少投入、最短周期實(shí)現(xiàn)“從無到有”。
后來，北斗系統(tǒng)首任工程總設(shè)計師孫家棟院士，進(jìn)一步組織研究提出“三步走”發(fā)展戰(zhàn)略，決定先建試驗(yàn)系統(tǒng)，然后再建區(qū)域系統(tǒng)，最后建成全球系統(tǒng)。
這是孫家棟在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心(2010年12月15日攝)。新華社記者 李明放 攝
1994年1月10日，國家批準(zhǔn)北斗一號立項(xiàng)。6年后，我國建成北斗一號系統(tǒng)，正式成為世界上第三個擁有自主衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的國家。
太空本無路，但中國北斗人硬是闖出了一條具有鮮明特色的中國道路。
獨(dú)樹一幟的“中國方案”
2004年，我國正式啟動北斗二號工程建設(shè)。
中國北斗人仍然沒有采取其他全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的單一軌道星座構(gòu)型，又一次獨(dú)樹一幟地選擇了混合星座的特色發(fā)展之路，在國際上首創(chuàng)以地球靜止軌道和傾斜地球同步軌道衛(wèi)星為骨干、兼有中圓地球軌道衛(wèi)星的混合星座。
對于以服務(wù)亞太地區(qū)為主的北斗二號來說，這種“混搭”組合可以用最少衛(wèi)星數(shù)量實(shí)現(xiàn)最好覆蓋效果，而使用的高軌衛(wèi)星的抗遮擋能力更強(qiáng)，尤其在低緯度地區(qū)性能特點(diǎn)更為明顯。此外，混合星座還可以提供多個頻點(diǎn)的導(dǎo)航信號，能夠通過多頻信號組合使用等方式提高服務(wù)精度。
“混合星座是國際首創(chuàng)?！敝袊倍沸l(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)工程總設(shè)計師、中國工程院院士楊長風(fēng)說。
深邃夜空，斗轉(zhuǎn)星移。
2007年4月14日，第一顆北斗二號衛(wèi)星成功發(fā)射升空，我國正式進(jìn)入到北斗二號區(qū)域布網(wǎng)時代。至2012年10月25日，我國在5年半的時間內(nèi)先后將16顆北斗二號衛(wèi)星送入太空。
2007年4月14日，我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用“長征三號甲”運(yùn)載火箭，成功將一顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星送入太空。新華社記者 李剛 攝
又兩個月后的12月27日，我國正式宣布：自今日起，北斗系統(tǒng)在繼續(xù)保留北斗衛(wèi)星導(dǎo)航試驗(yàn)系統(tǒng)(北斗一號)有源定位、雙向授時和短報文通信服務(wù)基礎(chǔ)上，向亞太大部分地區(qū)正式提供連續(xù)無源定位、導(dǎo)航、授時等服務(wù)，這標(biāo)志著我國北斗二號區(qū)域衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建成并開始正式提供區(qū)域服務(wù)。
中國智慧的“獨(dú)門絕技”
與其他全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)相比，2020年7月31日正式建成開通的北斗三號全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)確實(shí)有自己的“獨(dú)門絕技”：除提供全球定位導(dǎo)航授時服務(wù)外，還能提供短報文通信、星基增強(qiáng)、國際搜救、精密單點(diǎn)定位、地基增強(qiáng)等多樣化服務(wù)，能更好地滿足用戶的多元化需求，是名副其實(shí)的“多面手”。
2018年7月10日，我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長征三號甲運(yùn)載火箭，成功發(fā)射了一顆北斗二號衛(wèi)星。新華社發(fā)
特別是短報文服務(wù)，其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)用戶只能知道“我在哪”，北斗用戶不但自己知道“我在哪”，還能告訴別人“我在哪”“在干什么”，開創(chuàng)了通信導(dǎo)航一體化的獨(dú)特服務(wù)模式。
“在其他通信手段失效的情況下，北斗短報文通信可以成為傳遞求救信息、拯救生命的最后保險。”中國衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)管理辦公室主任、北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)工程副總設(shè)計師冉承其說。
2020年6月23日，我國北斗三號全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)最后一顆組網(wǎng)衛(wèi)星在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心點(diǎn)火升空。新華社記者 江宏景 攝
如今，北斗三號將這一特色服務(wù)的功能進(jìn)行了大幅升級拓展，其中，亞太區(qū)域通信能力可達(dá)到每次14000比特(1000漢字)，既能傳輸文字，還可傳輸語音和圖片，區(qū)域短報文通信能力一次提高近10倍，每次支持用戶數(shù)量從50萬提高到1200萬。此外，全球短報文通信能力每次可達(dá)到560比特(40個漢字)。
在北大荒集團(tuán)紅衛(wèi)農(nóng)場有限公司智慧農(nóng)業(yè)先行示范區(qū)內(nèi)，工作人員設(shè)置無人駕駛插秧機(jī)工作路徑(5月11日攝)。據(jù)介紹，無人駕駛智能插秧機(jī)應(yīng)用北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)，田間作業(yè)時可實(shí)現(xiàn)自動避障、掉頭和轉(zhuǎn)彎。新華社記者 張濤 攝
星間鏈路技術(shù)讓衛(wèi)星之間可以互相通信，是北斗三號實(shí)現(xiàn)自主導(dǎo)航的關(guān)鍵。這是因?yàn)?，北斗系統(tǒng)的運(yùn)行，需要地面站對衛(wèi)星進(jìn)行檢測和信息注入，但有時衛(wèi)星并不在地面站可覆蓋的上空，而有了星間鏈路不僅實(shí)現(xiàn)了數(shù)十顆北斗衛(wèi)星相互間的通信和數(shù)據(jù)傳輸，還能相互測距，自動“保持隊形”，對運(yùn)動至境外的衛(wèi)星進(jìn)行“一站式測控”。
此外，北斗三號全球系統(tǒng)還可以提供星基增強(qiáng)、國際搜救、精密單點(diǎn)定位、地基增強(qiáng)等多樣化服務(wù)，能更好地滿足用戶的多元化需求。
觀眾在第十二屆中國衛(wèi)星導(dǎo)航成就博覽會上參觀體驗(yàn)基于北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)用的電動車(5月26日攝)。新華社記者 彭昭之 攝
這是在第十一屆中國衛(wèi)星導(dǎo)航年會上拍攝的基于北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的智能網(wǎng)聯(lián)汽車(2020年11月24日攝)。新華社記者 唐文豪 攝
我國北斗系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)精度在6米-10米之間，而更高精度服務(wù)則需要北斗增強(qiáng)系統(tǒng)來助力完成。目前，我國已建成北斗地基增強(qiáng)“全國一張網(wǎng)”，可在全國范圍內(nèi)提供實(shí)時米級、亞米級精準(zhǔn)定位服務(wù)。
在第十二屆中國衛(wèi)星導(dǎo)航成就博覽會上拍攝的北斗便攜式移動應(yīng)急監(jiān)測站(5月27日攝)。此設(shè)備目前已經(jīng)應(yīng)用到救災(zāi)工作中。新華社記者 彭昭之 攝
2035年左右，我國將建成以北斗系統(tǒng)為基礎(chǔ)，更加泛在、更加融合、更加智能的國家綜合定位導(dǎo)航授時體系。楊長風(fēng)說：“現(xiàn)在回過頭看，我們當(dāng)時制定的北斗‘三步走’方案更符合中國國情，北斗的發(fā)展路線與星座方案設(shè)計充滿了中華民族實(shí)踐智慧和務(wù)實(shí)精神，為國際衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)體系貢獻(xiàn)了中國智慧和中國方案?！?
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