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中國北斗聯(lián)天下

“一箭雙星”成功發(fā)射,標志北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)開始全球組網(wǎng)

2017年11月06日 08:51 | 作者:余建斌 楊欣 王新國 | 來源:人民日報
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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。

編輯:李敏杰

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關鍵詞:北斗 衛(wèi)星 全球 中國

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