11月5日19時45分,我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長征三號乙運載火箭,成功發(fā)射兩顆北斗三號全球組網(wǎng)衛(wèi)星。楊志遠攝(人民視覺)
11月5日19時45分,我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長征三號乙運載火箭,以“一箭雙星”方式成功發(fā)射第二十四、二十五顆北斗導航衛(wèi)星。這兩顆衛(wèi)星屬于中圓地球軌道衛(wèi)星,是我國北斗三號第一、二顆組網(wǎng)衛(wèi)星,開啟了北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)全球組網(wǎng)的新時代。
衛(wèi)星入軌后,經(jīng)測試及入網(wǎng)驗證,可對外提供服務。此次北斗三號全球組網(wǎng)衛(wèi)星首次發(fā)射,將穩(wěn)步推動北斗三號系統(tǒng)建設,加快北斗系統(tǒng)盡早服務全球,造福全人類。北斗三號衛(wèi)星將增加性能更優(yōu)的互操作信號,在進一步提高基本導航服務能力基礎上,按照國際標準提供星基增強服務及搜索救援服務。同時,還將采用更高性能的銣原子鐘和氫原子鐘。北斗三號在北斗二號性能的基礎上,將進一步提升1至2倍的定位精度,達到2.5米—5米的水平。
據(jù)介紹,2009年北斗三號工程正式啟動建設。在各大系統(tǒng)和眾多參研參試單位共同努力下,我國全面突破系統(tǒng)核心關鍵技術,完成地面驗證,衛(wèi)星狀態(tài)基本固化。從此次任務起,我國迎來新一輪北斗組網(wǎng)衛(wèi)星高密度發(fā)射,到2018年底前后,將發(fā)射18顆北斗三號組網(wǎng)衛(wèi)星,覆蓋“一帶一路”沿線國家;到2020年左右,完成30多顆組網(wǎng)衛(wèi)星發(fā)射,實現(xiàn)全球服務能力。
沙場,三軍列陣。剛下演兵場的戰(zhàn)旗、戰(zhàn)士、戰(zhàn)鷹、戰(zhàn)車,接受最高統(tǒng)帥檢閱,米秒不差;
南海,驚濤駭浪。世代漂泊在這里求媽祖、討生活的漁民,如今無論到哪塊海域、哪個島礁,都在祖國俯瞰之中;
汶川,山崩地裂。震中20多個小時音訊全無,突破死亡線趕到的部隊,第一時間發(fā)出100余字短報文,字字千金……
這些,都緣自翱翔星空的中國“北斗”。
11月5日,北斗三號全球組網(wǎng)衛(wèi)星“一箭雙星”成功發(fā)射,開啟了北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)全球組網(wǎng)的新時代。
北斗,已成為當代中國一張耀眼的“國家名片”。
大國重器,惟有自力更生
將我國自主建造的衛(wèi)星導航系統(tǒng)命名為“北斗”,飽含著近代以來中國歷經(jīng)劫難的清醒、走向復興的企盼:中國命運必須自己掌控,大國重器必須自己打造。
上世紀90年代,在海灣戰(zhàn)爭中,裝載GPS的精確打擊武器首次大規(guī)模使用,作戰(zhàn)效能令全球震驚,顯示出衛(wèi)星導航系統(tǒng)對一個國家的重要意義。
1994年,在國家經(jīng)濟實力、技術基礎仍非常薄弱的情況下,黨中央、國務院和中央軍委毅然決定啟動北斗一號工程,進行衛(wèi)星導航試驗探索。彼時,美國GPS、俄羅斯格洛納斯各發(fā)射了20多顆衛(wèi)星,已完成了全球組網(wǎng)。
放眼星空,最適合衛(wèi)星導航的黃金頻段已被美俄全部占用。我國與同時希望建設自己衛(wèi)星導航系統(tǒng)的歐盟,推動國際電聯(lián)從航空導航頻段中,最大限度地擠出一小段頻率,提供衛(wèi)星導航共同使用。這一小段頻率,是建設一個全球?qū)Ш较到y(tǒng)最基本的頻率需求,各國均可平等申請。2000年4月17日,北斗和伽利略系統(tǒng)同時成功申報。按照國際電聯(lián)規(guī)則,必須在7年有效期內(nèi)成功發(fā)射導航衛(wèi)星。
擺在北斗人面前的只有兩條路,一是尋求合作,共用資源;二是獨立發(fā)展,搶占主動。
北斗人一方面立足獨立自主建設,一方面積極尋求國際合作。但對中國這樣的大國,在關系國家重大競爭力的合作中,自身沒有過硬實力和核心技術,往往難有對等交流。與歐盟的多輪頻譜合作談判進展緩慢。
2005年,歐盟發(fā)射了首顆伽利略導航衛(wèi)星。此時,距北斗申請使用的頻段有效期只剩不到3年時間,如果不能在此期限內(nèi)成功發(fā)射一顆導航衛(wèi)星,頻段就只能花落別家。但首顆北斗導航衛(wèi)星還在研制中。
集中力量辦大事的制度優(yōu)勢再次凸顯。在全社會相關行業(yè)、領域、單位、人員的通力協(xié)作下,北斗人背水一戰(zhàn),倒排工期,硬是將原定2007年底發(fā)射的首顆衛(wèi)星,調(diào)整到2007年2月底,提前完成全部研制工作。
2007年4月初,首顆北斗導航衛(wèi)星終于如期矗立在發(fā)射塔架上。同年4月14日4時11分,這顆肩負著重要使命的衛(wèi)星,從西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空,成功進入預定軌道。兩天后的16日20時許,北京終于清晰接收到來自這顆衛(wèi)星的信號。
這一刻,距離國際電聯(lián)規(guī)定的頻率申請失效最后期限不到4個小時。
中國北斗一飛沖天,趕上了建設全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)的最后一班車。
后發(fā)趕超,闖出一條新路
闖出一條新路,是中國人的自信。建設中國北斗,在這個發(fā)展中國家,在受到技術嚴密封鎖情況下,不可能循著別人的路走,必須砥礪前行、換道超車。
探路——北斗人不相信有完不成的任務,不相信有克服不了的困難,不相信有戰(zhàn)勝不了的敵人,他們迎著困難上,“摸著石頭過河”。
按照空間定位原理,對地球上一個目標點進行定位,至少需要3顆衛(wèi)星;考慮到時間誤差,精確定位至少需要4顆衛(wèi)星。這就是GPS和格洛納斯的工作原理和全球組網(wǎng)方案。如果按這條路探索試驗,以我國當時的綜合國力,可望而不可即。
陳芳允院士,“兩彈元勛”“863計劃”倡導者之一,創(chuàng)造性提出了“雙星定位”建設方案。這一方案用當時中國最成熟的航天技術,以最小的星座、最少的投入、最短的周期,實現(xiàn)了衛(wèi)星導航系統(tǒng)建設的自主可控。
繪路——按照別人的圖紙搞建設,無異于削足適履。中國北斗,需求牽引、創(chuàng)新驅(qū)動,哪里急需、哪里先建,邊建邊用、逐步延伸……
建成覆蓋全球的導航定位系統(tǒng),至少需要24顆衛(wèi)星,美俄用了20多年時間。但維護我國國家主權、安全、發(fā)展利益刻不容緩,經(jīng)濟社會發(fā)展現(xiàn)實需求迫切,拖不起、等不得。
孫家棟院士,“兩彈元勛”、東方紅一號衛(wèi)星總設計師、北斗工程首任總設計師,帶領北斗人創(chuàng)造性提出了“分步走”戰(zhàn)略,先試驗后建設,先國內(nèi)后周邊,先區(qū)域后全球。
地球自轉“日行八萬里”,導航衛(wèi)星繞飛不間斷,要為地面一個特定區(qū)域提供連續(xù)穩(wěn)定的導航服務,按照GPS和格洛納斯采取的單一軌道星座構型,在全球組網(wǎng)完成之前無法實現(xiàn)。
北斗人再次開創(chuàng)性地設計了混合星座構型。2012年底,建成由地球同步軌道衛(wèi)星、傾斜同步軌道衛(wèi)星和中圓軌道衛(wèi)星共14顆星構成的北斗二號衛(wèi)星導航系統(tǒng),實現(xiàn)了全天時全天候為亞太大部分地區(qū)提供定位導航授時服務。
到2020年左右,我國全面建成小康社會之際,全部30多顆北斗三號衛(wèi)星將光耀全球。
筑路——人類對時空的精準需求永無止息,建設滿足國家和人民需求的導航系統(tǒng),標準高、難題多、基礎弱,遍地荊棘中,北斗人勇攀巔峰。
時間精度是衛(wèi)星導航的命門,導航系統(tǒng)普遍運用原子鐘維持時間精度。過去,只有少數(shù)國家能制造高精度原子鐘。核心技術終究得靠自己,有骨氣的北斗人不到兩年時間,就自主研制出穩(wěn)定度極高的原子鐘,300萬年只有1秒誤差,徹底打破了他國壟斷。
定位精度是導航系統(tǒng)的生命。單純依靠衛(wèi)星,目前定位精度大都在10米量級。要進一步提高精度,只在天上下功夫,短期內(nèi)難有大的突破。北斗人發(fā)現(xiàn),國家氣象、交通、國土資源等行業(yè)已建有大量GPS基準站,通過技術升級改造,即可變?yōu)楸倍坊荆M一步新建和調(diào)整優(yōu)化布局,即可建成國土范圍內(nèi)無縫隙覆蓋的北斗地基增強網(wǎng)。2017年,1400多個北斗基站遍布全國,上萬臺套設備組成星地“一張網(wǎng)”,國內(nèi)定位精度全部達到亞米級,部分地區(qū)達到分米級,最高精度甚至可到厘米或毫米級。
2016年,北斗二號衛(wèi)星工程以4個國際首創(chuàng)、10大技術創(chuàng)新、128項發(fā)明專利和其他72項知識產(chǎn)權,獲得國家科技進步特等獎。大器晚成的中國北斗,成功登上了我國科技重大工程的創(chuàng)新之巔。
拓路——道路承載著發(fā)展、連接著友誼。中國北斗秉持和踐行“世界北斗”的發(fā)展理念,努力服務全球、造福人類。
服務全球,必須覆蓋全球。在難以全球布設地面站管理衛(wèi)星的情況下,必須建立衛(wèi)星之間的星間鏈路,實現(xiàn)衛(wèi)星管衛(wèi)星,這是世界導航領域的前沿技術,也是北斗三號工程建設必須解決的難題。2015年8月,兩顆全球系統(tǒng)試驗衛(wèi)星首次建立起星間鏈路,標志著我國掌握了這一國際領先的核心技術。
服務全球,必須融入全球。3年前,北斗與GPS在達成頻率兼容共識基礎上,正式建立合作機制,共同推動民用衛(wèi)星導航技術發(fā)展。兩年前,北斗與伽利略完成衛(wèi)星導航頻率協(xié)調(diào)工作。不久前,北斗與格洛納斯成功進行兩大系統(tǒng)的兼容試驗,聯(lián)手打造兼容使用、精度更高衛(wèi)星集群的前景可期。
服務全球,必須用于全球。北斗二號建成后,在向國內(nèi)提供系統(tǒng)服務的同時,即公開向南北緯55度、東經(jīng)55度到180度的亞太地區(qū)提供定位精度優(yōu)于10米、測速精度優(yōu)于0.2米/秒、授時精度優(yōu)于50納秒的免費服務。
在我國周邊和“一帶一路”沿線,巴基斯坦的交通運輸、港口管理,緬甸的土地規(guī)劃、河運監(jiān)管,老撾的精細農(nóng)業(yè)、病蟲災害監(jiān)管,文萊的都市現(xiàn)代化建設、智慧旅游……北斗正在提供心貼心定制服務;分別與馬來西亞、新加坡等開展交流合作,與沙特、阿聯(lián)酋等國家制定推進措施,在泰國建成小型北斗地基增強系統(tǒng)示范網(wǎng)……北斗彰顯的中國胸懷和中國貢獻伴隨“太空絲路”不斷延展。
利國惠民,發(fā)展永無止境
北斗的建成,舉全國之力;北斗的發(fā)展,集民眾之智;北斗的應用,惠民生所需。
國之重器,其利于國。
導彈呼嘯、戰(zhàn)機轟鳴、軍艦破浪、將士列陣,北斗如影隨形,戰(zhàn)場的主動權、戰(zhàn)斗力的增長極牢牢掌控在自己手中。
5萬余艘漁船、400多萬輛營運車輛安裝了北斗終端,民航也將依托北斗建設航空器全球追蹤系統(tǒng),交通更加安全可控。
地質(zhì)災害多發(fā)的云貴川陜等地,大橋、隧道、邊坡以及城市的燈塔、高樓、老舊房屋,北斗實時監(jiān)測、預判危險、及時報警,人民生命財產(chǎn)安全更有保障。
耕地遼闊的新疆、黑龍江等地,農(nóng)業(yè)機械安裝北斗終端,拖拉機自動沿線耕作,無人機自動定量噴灑農(nóng)藥,土地使用率提高5%,復播準確率提高到100%,農(nóng)藥節(jié)省40%,勞動生產(chǎn)效益大幅提升。
2015年“4·25”尼泊爾地震,北斗“穿越”可可西里、“翻越”唐古拉山,指引救援隊伍千里馳援。今年8月8日四川九寨溝地震,北斗短報文第一時間將災區(qū)情況送達應急指揮中心。8月下旬,超級臺風“天鴿”突襲廣東,347艘漁船在北斗引導下安全回港……“北斗呼叫,天降神兵!”面對一起起突發(fā)重大災害,北斗開啟一扇扇“生命之門”。
利民之事,絲發(fā)必興。
利用北斗定位和網(wǎng)絡技術,市場上銷售的“北斗菜”,掃一掃二維碼,就能追蹤它長在誰家地、用的誰家種、施過什么肥。一些地方的水果種植、畜牧養(yǎng)殖,以至中藥生產(chǎn),都開始利用北斗終端進行溯源管理、全過程監(jiān)控,老百姓關注的食品藥品安全問題有望從技術上得以解決。
打開“嵌入”北斗的電子地圖、約車軟件,出行更加便利。共享單車亂停亂放、長途運營疲勞駕駛、超速越線違章行車,運用北斗,都可識別、可定位、可監(jiān)管、可處罰。
使用北斗手機,老人遇到緊急情況只需按下求救按鈕,就會立刻發(fā)送精準信息;戴著北斗手表的兒童,一旦離開安全區(qū)域,父母就會收到報警信號。“接地氣”的中國北斗,越來越成為人們貼心、便利、可靠的忠實伴侶和“守護神”。
創(chuàng)新引擎,潛能無限。
“北斗+物流”“北斗+支付”……全新的“北斗+”生產(chǎn)生活方式初見端倪。
當前,北斗的高精度定位、高精度授時、短報文發(fā)送功能,與互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、先進“智造”等碰撞融合,不斷產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟社會效益。一條完整的北斗產(chǎn)業(yè)鏈初具規(guī)模:全國從事北斗開發(fā)應用的企業(yè)已達1.4萬家,從業(yè)人員近45萬,總體產(chǎn)值2118億元;在70多個國家和地區(qū),吸引了大量忠實的“北斗粉絲”。“自主創(chuàng)新、團結協(xié)作、攻堅克難、追求卓越”,北斗精神厚積薄發(fā)。北斗的發(fā)展,已遠遠超越當年的設計,未來將只受想象力限制。
今天,你“北斗”了嗎?