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北斗升空二十年

来源:解放军报2020-06-24 09:40

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北斗升空二十年

——写在北斗全球卫星导航系统星座部署收官发射成功之际

  刊头设计:胡舒航、石 峰

上图:北斗卫星导航系统示意图。 资料图片

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  今天,提起“北斗”,你会想到什么?

  如果你和很多人一样,爱上网找答案。那么,搜索引擎给你的首选答案基本都是同一个:中国北斗卫星导航系统。

  不过,这个问题若放到20年前,无论是彼时刚刚才有的搜索引擎还是大百科全书,你得到的答案肯定迥然不同。那时,“北斗”之名还只属于夜空中排列成勺子状的7颗星星,千百年来皆是如此。

  2000年10月31日,随着北斗一号首颗卫星的升空,数千年来人们赖以指路的“北斗星”,被中国航天人以现代科技全新定义。

  2020年6月23日,随着北斗全球卫星导航系统最后一颗组网卫星成功发射,“北斗指路”将从悠久的中国传统文化演变成全人类共享的“中国智造”。

  北斗升空20年,从“一颗星”到“满天星”,这是一段恢弘磅礴的“中国星座”建造史。

  北斗升空20年,从起步较晚到世界领先,这是一段“踏平坎坷成大道”的中国航天奋斗史。

  二十载步履匆匆——

  从北斗一号到全球组网,“三步走”的每一步都如期实现

  此次第55颗北斗卫星成功发射,标志着北斗系统完成全球组网,也意味着北斗系统建设“三步走”战略的第三步目标将在2020年实现。

  2020年,是一个重要的时间节点。早在北斗系统建设之初,中国航天人就瞄准这个目标,制定路线图、时间表,提出了“三步走”发展战略——

  2000年,建成北斗一号系统,向中国提供服务;2012年,建成北斗二号系统,向亚太地区提供服务;2020年,建成北斗三号系统,向全球提供服务。

  卫星导航系统是航天科技高峰,也是复杂巨大的系统工程。1994年,我国启动北斗一号工程,展开试验探索。当年3月,美国已完成GPS卫星星座布设;次年,俄罗斯也完成了格洛纳斯导航卫星全球组网。

  起步较晚,意味着争分夺秒的追赶。

  这是一场步步为营的“接力赛”。自北斗一号首颗卫星开启北斗升空之路以来,北斗人循着“三步走”目标接力奋斗,每一步都按照时间节点如期甚至提前完成。

  这是一场步履不停的“马拉松”。20年间,44次卫星发射,北斗人跨越的虽然只是“三步”,却书写出一段段争分夺秒的北斗建造传奇。

  背水一战写传奇——2007年4月14日,北斗二号首颗卫星成功发射。2天后,地面清晰接收到卫星信号。那一刻,距离国际电联规定的导航频率申请失效的最后期限已不到4个小时。

  雷电交加中问天——2011年7月27日凌晨,第9颗北斗导航卫星发射在即,突然遭遇强雷暴天气。卫星发射不怕下雨,就怕打雷。发射场抓住两次雷暴间大约10分钟的间隙,果断点火发射,如期完成了发射任务。

  高密度发射组网——2018年,北斗三号系统一年内完成10箭19星发射,创下世界卫星导航系统和我国同一型号航天发射的新纪录。2019年,北斗系统建设又成功实施7箭10星高密度发射……

  20年来,北斗人一次次将璀璨的北斗卫星送上九天,也一次次将中国航天精神标定在全新的高度。

  二十载茁壮成长——

  从北斗一号到北斗三号,系统升级换代,能力大幅提升

  颗颗“北斗星”,三代成长路。从北斗一号到北斗三号,系统升级换代不仅体现在卫星数量上,更体现于能力提升。

  服务范围越来越广。北斗一号系统主要服务于国内,北斗二号系统可覆盖亚太地区,北斗三号系统的服务范围则覆盖全球。

  定位精度越来越高。北斗一号系统定位精度优于20米;北斗二号系统定位精度为10米;北斗三号系统性能则更进一步,定位精度可达到2.5米至5米水平。

  短报文通信越来越强。北斗系统从一诞生就身怀“短报文通信”的独门绝技。与北斗二号相比,北斗三号服务容量提升10倍,单次可发送1200个中文字符甚至是图片。

  除了这些明显的性能提升,还有很多看不到的“进化”,也在北斗卫星身上发生。

  ——更强的“心脏”。原子钟是导航卫星的“心脏”,是决定整个导航精度的核心技术。北斗二号卫星搭载的铷原子钟可以做到300万年只有1秒误差,北斗三号卫星上的新一代高精度铷原子钟,不仅体积更小、重量更轻,而且技术性能大幅提升。

  ——更新的技术。北斗三号在全球首创Ka频段星间链路,所有北斗卫星连成一个大网,卫星之间可以“通话”、测距,不仅使卫星定位精度大幅提高,而且破解了全球布站难题。

  ——更长的寿命。与北斗二号卫星相比,北斗三号卫星设计寿命由8年提高到10至12年。而且,卫星采用多项新技术提高抗干扰能力,非计划中断指标达到国际先进水平。

  按照计划,到2035年,我国将以北斗系统为核心,建设完善更加泛在、更加融合、更加智能的综合定位导航授时体系。这意味着,北斗的成长进化之路还将继续。

  二十载星光熠熠——

  从服务国内到造福全球,建设不停步,服务不停歇

  今年,是北斗一号首颗卫星升空20周年。今年,也是北斗系统为人类提供服务的第20个年头。

  20年来,北斗系统边建设发展边提供服务,实现了在区域快速形成服务能力、逐步扩展为全球服务的发展路径,丰富了世界卫星导航事业的发展模式。

  这一成就来之不易。地球自转“日行八万里”,导航卫星要为地面特定区域提供连续稳定的导航服务,按照GPS、格洛纳斯等采取的单一轨道星座构型,在系统全球组网完成之前根本无法实现。

  中国北斗不走寻常路。从北斗一号系统采用“双星定位”解决我国卫星导航有无问题,到北斗二号系统采用混合星座构型,用14颗卫星实现为亚太大部分地区提供服务,再到北斗三号系统按“最简系统、基本系统、全球系统”三步走的计划组网……中国北斗人用别出心裁的智慧,实现了20年来北斗系统建设不停步、服务不停歇,中国北斗始终星光熠熠。

  这星光,为身处困境中的人们点亮希望——

  2008年,汶川地震救援中,性能稳定的北斗系统一度成为灾区唯一的对外联络手段,建成仅5年的北斗一号系统通过了实战检验。此后,凭借着独特的短报文与位置报告功能,北斗系统在防灾减灾领域屡建奇功。

  这星光,为各行各业创新发展赋予能量——

  在交通领域,北斗系统能为车辆网、自动驾驶等技术提供关键支撑;在农业领域,借助北斗系统,无人农机实现了按既定路线毫厘不差自动作业;在渔业领域,很多渔民因为渔船安装了北斗终端在危急时刻得到救助……20年来,“北斗+”加入了越来越多的领域,也带着人们加速走进新的未来。

  这星光,照耀着一个新兴产业快速成长——

  北斗系统的应用促进了我国卫星导航产业蓬勃发展。2013年,我国北斗导航产业产值超过100亿元;2018年,我国卫星导航与位置服务产业产值达3400多亿元,其中80%由北斗贡献。今年,这一数字预计将超过4000亿元。

  这星光,既照亮中华大地也为世界共享——

  北斗系统是全球卫星导航系统四大核心供应商之一。目前,精准农业、数字施工、智慧港口等解决方案已在东盟、南亚、东欧、非洲等地区成功应用。

  未来,随着北斗全球系统建成,并面向世界提供公共服务,北斗星光必将更加璀璨,这张“中国名片”必将更加亮丽。(本报记者王天益 安普忠 特约通讯员赵金龙)

[ 责编:丁玉冰 ]
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