北斗追夢 領(lǐng)航蒼穹——中國北斗建設(shè)發(fā)展三十周年記事

9月19日9時(shí)14分，我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長征三號乙運(yùn)載火箭與遠(yuǎn)征一號上面級，成功發(fā)射第59、60顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星。新華社發(fā)(楊熙 攝)

9月19日9時(shí)14分，乳白色的長征三號乙運(yùn)載火箭從西昌衛(wèi)星發(fā)射中心西昌發(fā)射場騰空而起，將兩顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星送入茫茫太空。

這是北斗三號全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的最后兩顆衛(wèi)星。任務(wù)的成功，標(biāo)志著北斗三號全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)工程正式收官，意味著中國人獨(dú)立自主建設(shè)的北斗系統(tǒng)進(jìn)入發(fā)展新征程。

三十載北斗追夢，看今朝領(lǐng)航蒼穹。從1994年北斗系統(tǒng)工程立項(xiàng)至今的30年間，幾代北斗人櫛風(fēng)沐雨、接續(xù)奮斗，堅(jiān)持自主創(chuàng)新、分步建設(shè)、漸進(jìn)發(fā)展，走出一條從無到有、從有到優(yōu)，從有源到無源、從區(qū)域到全球的中國特色衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)道路，為更好服務(wù)全球、造福人類貢獻(xiàn)了中國智慧和力量。

北斗一號：從無到有、摸索起步

1994年，北斗一號工程啟動，我國的衛(wèi)星導(dǎo)航事業(yè)在摸索中起步。

那時(shí)，美國GPS系統(tǒng)已開始向全球提供服務(wù)，俄羅斯格洛納斯導(dǎo)航系統(tǒng)也已經(jīng)基本建成。

按照空間定位原理，對地球上一個(gè)目標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行定位，至少需要3顆衛(wèi)星;考慮到時(shí)間誤差，精確定位至少需要4顆衛(wèi)星。這是GPS和格洛納斯的工作原理和全球組網(wǎng)方案。

如果按這條路徑探索試驗(yàn)，既缺技術(shù)儲備，又缺工程經(jīng)驗(yàn)，更缺經(jīng)費(fèi)支撐。

從無到有，困難重重，只能另辟蹊徑。陳芳允院士提出“雙星定位”方案，即：把地心視為一顆虛擬衛(wèi)星、再發(fā)射兩顆地球同步衛(wèi)星構(gòu)成星座，可實(shí)現(xiàn)對區(qū)域內(nèi)地面目標(biāo)的快速定位。

最小的星座、最少的投入、最短的周期……這一方案，使我國衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)從無到有變?yōu)榭赡堋?/p>

之后，北斗工程首任總設(shè)計(jì)師孫家棟院士，帶領(lǐng)北斗人創(chuàng)造性提出了“分步走”戰(zhàn)略，即：先試驗(yàn)后建設(shè)，先國內(nèi)后周邊，先區(qū)域后全球。

9月19日9時(shí)14分，我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長征三號乙運(yùn)載火箭與遠(yuǎn)征一號上面級，成功發(fā)射第59、60顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星。新華社發(fā)(楊志遠(yuǎn) 攝)

2000年，在不到兩個(gè)月的時(shí)間內(nèi)，我國相繼發(fā)射兩顆北斗導(dǎo)航試驗(yàn)衛(wèi)星，北斗一號系統(tǒng)建成。

從那時(shí)起，中國人正式擁有完全屬于自己的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，我國成為世界上第三個(gè)建成衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的國家。

北斗二號：自主創(chuàng)新、彎道超車

北斗一號的建成并投入使用，雖然解決了有沒有的問題，但與美俄相比仍有差距。

于是，北斗二號系統(tǒng)建設(shè)提上日程。

當(dāng)時(shí)，最適合衛(wèi)星導(dǎo)航的頻率幾乎都被占用。我國與歐盟聯(lián)合推動國際電聯(lián)從航空導(dǎo)航頻段中擠出了一小段頻率。

這一小段頻率，只有黃金頻段的四分之一，卻是建設(shè)一個(gè)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)最基本的頻率需求。

2000年4月17日，北斗系統(tǒng)和伽利略系統(tǒng)同時(shí)成功申報(bào)。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(dǎo)航衛(wèi)星。

5年后，首顆伽利略導(dǎo)航衛(wèi)星發(fā)射，而北斗導(dǎo)航衛(wèi)星還在研制之中。那些日子，北斗人不得不背水一戰(zhàn)，終于在規(guī)定時(shí)間內(nèi)讓搭載首顆北斗二號衛(wèi)星的火箭矗立在發(fā)射塔架上。

發(fā)射前，衛(wèi)星上的應(yīng)答機(jī)突現(xiàn)異常。“如果應(yīng)答機(jī)壞了，等于衛(wèi)星沒有無線電信號;沒有無線電信號，就拿不到合法的頻率資源，就沒有空間國土的合法地位。”北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)工程總設(shè)計(jì)師、中國工程院院士楊長風(fēng)對這段經(jīng)歷記憶猶新。

歸零!北斗人重新打開星箭組合體，拆出應(yīng)答機(jī)，72小時(shí)不眠不休排除了故障。

2007年4月14日，中國北斗一飛沖天，幾天后太空傳來衛(wèi)星信號。這一刻，距離頻率申請失效最后期限不到4個(gè)小時(shí)。

之后，我國在5年半的時(shí)間內(nèi)先后將16顆北斗二號衛(wèi)星送入太空，建成北斗二號系統(tǒng)并開始提供區(qū)域服務(wù)。

北斗三號：獨(dú)門絕技、服務(wù)全球

2009年，北斗三號工程啟動。站在前兩代星座的肩膀之上，中國北斗的第三步邁得無比堅(jiān)定——

從首組雙星發(fā)射到最后一顆組網(wǎng)星入軌，僅僅不到3年時(shí)間，北斗三號全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)星座部署提前半年全面完成。

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，面向全球用戶提供完整的全天時(shí)、全天候、高精度全球定位導(dǎo)航授時(shí)服務(wù)。

這份沉甸甸的“成績單”來之不易——

按照傳統(tǒng)衛(wèi)星管理手段，控制使用好繞飛地球的衛(wèi)星，需要有遍布全球的地面站。在難以全球布站的情況下，必須建立衛(wèi)星之間的星間鏈路。

中國北斗，服務(wù)全球，必須覆蓋全球。

北斗三號系統(tǒng)在全球首創(chuàng)突破了Ka頻段星間鏈路技術(shù)，使所有北斗衛(wèi)星連成一個(gè)大網(wǎng)，每顆星之間可以“通話”、可以測距，衛(wèi)星定位精度大幅度提高。

中國北斗，服務(wù)全球，必須精度更高。

近幾年的應(yīng)用實(shí)測確認(rèn)，北斗三號系統(tǒng)在全球定位精度可達(dá)4至5米，在亞太區(qū)域精度更優(yōu)。同時(shí)，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(shí)米級、亞米級精準(zhǔn)定位服務(wù)。

原子鐘是導(dǎo)航衛(wèi)星的“心臟”。北斗三號系統(tǒng)則突破了新型氫原子鐘以及原子鐘的無縫切換技術(shù)，使導(dǎo)航系統(tǒng)的時(shí)頻精度提高一個(gè)量級。

9月19日9時(shí)14分，我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長征三號乙運(yùn)載火箭與遠(yuǎn)征一號上面級，成功發(fā)射第59、60顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星。新華社發(fā)(楊熙 攝)

中國北斗，服務(wù)全球，還有“獨(dú)門絕技”。

與其他全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)相比，北斗三號系統(tǒng)有自己的“獨(dú)門絕技”——短報(bào)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。

“5、4、3、2、1，點(diǎn)火!”

2024年9月19日，兩顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星被送入太空。由中國科學(xué)院微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院研制的這組衛(wèi)星，將在確保北斗三號系統(tǒng)精穩(wěn)運(yùn)行的基礎(chǔ)上，開展下一代北斗系統(tǒng)新技術(shù)試驗(yàn)試用。

中國北斗，服務(wù)全球，更要服務(wù)未來。

“2035年前，我國將建設(shè)完善更加泛在、更加融合、更加智能的綜合時(shí)空體系。”楊長風(fēng)說，在這一目標(biāo)的引領(lǐng)下，我們將創(chuàng)新發(fā)展技術(shù)更為先進(jìn)的下一代北斗系統(tǒng)，大力發(fā)展不依賴衛(wèi)星的多種定位導(dǎo)航授時(shí)(PNT)手段技術(shù)攻關(guān)，為服務(wù)人類社會發(fā)展、構(gòu)建人類命運(yùn)共同體，作出新的更大貢獻(xiàn)。李國利 武中奇