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一張“星網(wǎng)”耀太空 我國完成北斗全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)星座部署
中國北斗 服務(wù)全球——寫在我國完成北斗全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)星座部署之際
新華社西昌6月23日電題:中國北斗 服務(wù)全球——寫在我國完成北斗全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)星座部署之際
新華社記者李國利、胡喆、張汨汨
6月23日上午,大涼山腹地的西昌衛(wèi)星發(fā)射中心西昌發(fā)射場。
推遲一周發(fā)射的長征三號乙運載火箭矗立在發(fā)射塔架旁,乳白色箭體上的“中國航天”四個大字與火箭整流罩外北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)標(biāo)志的搭配顯得格外醒目。
“10,9,8……3,2,1,點火!”
9時43分,伴著山呼海嘯般的巨響,騰空而起的長征火箭底部拖曳著耀眼的白色尾焰,托舉著北斗三號最后一顆全球組網(wǎng)衛(wèi)星飛向太空。約30分鐘后,衛(wèi)星順利進(jìn)入預(yù)定軌道,至此,我國提前半年完成北斗全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)星座部署。
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)射中心點火升空。 新華社記者 薛晨 攝
中國的北斗:體現(xiàn)中國智慧的中國方案
天上的七星北斗,自古就為人們指引方向。
我國開始研究利用衛(wèi)星進(jìn)行地面定位服務(wù),始于20世紀(jì)六七十年代。
然而按照空間定位原理,對地球上一個目標(biāo)點進(jìn)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。
當(dāng)時的中國,無論是經(jīng)濟(jì)實力還是技術(shù)基礎(chǔ),對此都可望不可即。
之后,我國“863計劃”倡導(dǎo)者之一的陳芳允院士,創(chuàng)造性提出“雙星定位”建設(shè)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,實現(xiàn)對區(qū)域內(nèi)地面目標(biāo)的快速定位。
不同于美國GPS的四星定位,“雙星定位”這一方案,能以最小的星座、最少的投入、最短的周期,實現(xiàn)我國衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)從無到有。
1994年,我國啟動北斗一號工程。是時,美國GPS已完成全球組網(wǎng)。
事實上,將我國自主建造的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)命名為“北斗”,也飽含著近代以來中國歷經(jīng)劫難的清醒、走向復(fù)興的企盼。
2000年10月31日和12月21日,在不到兩個月的時間內(nèi),我國相繼發(fā)射兩顆北斗導(dǎo)航試驗衛(wèi)星,北斗一號系統(tǒng)建成。
至此,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建成衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的國家。
特別是用導(dǎo)航衛(wèi)星“發(fā)短信”的短報文服務(wù),則是國外其他任何一個衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)都不具備的中國北斗特色。
“北斗一號系統(tǒng)的建成并投入使用,首先解決了我們國家有沒有的問題?!敝袊倍沸l(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)工程總設(shè)計師楊長風(fēng)說,兼具導(dǎo)航定位和短報文通信的通導(dǎo)融合模式,是我國對世界衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域的重要貢獻(xiàn),充分體現(xiàn)了中國人的智慧。
實事求是地說,與美國的GPS、俄羅斯的格洛納斯相比,北斗一號仍有不小差距,但“服務(wù)全球、造福人類”是中國北斗人的初心。
于是,北斗二號系統(tǒng)建設(shè)提上日程。
彼時,最適合衛(wèi)星導(dǎo)航的黃金頻段被美俄全部占用。我國與同時希望建設(shè)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的歐盟,推動國際電聯(lián)從航空導(dǎo)航頻段中,最大限度地擠出一小段頻率,供衛(wèi)星導(dǎo)航共同使用。
這一小段頻率,只有黃金頻段的四分之一,卻是建設(shè)一個全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)最基本的頻率需求,且各國均可平等申請。
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(dǎo)航衛(wèi)星。
2007年4月初,首顆北斗二號衛(wèi)星終于如期立在發(fā)射塔架上。
各項測試進(jìn)展非常順利,但在發(fā)射前的最后檢測中,衛(wèi)星上應(yīng)答機(jī)出現(xiàn)了小異常。盡管這不是個大問題,發(fā)生故障的概率也不高,卻有影響信號正常傳回的可能性。
即便只有萬分之一的故障,也必須徹底歸零!北斗人重新打開已矗立在塔架上的星箭組合體,拆出應(yīng)答機(jī),3天72小時不眠不休,成功排除應(yīng)答機(jī)隱患。
2007年4月14日4時11分,這顆肩負(fù)著重要使命的衛(wèi)星發(fā)射升空,幾天后太空傳來這顆衛(wèi)星的信號,我國終于趕上建設(shè)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的最后一班車!
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。
建成覆蓋全球的導(dǎo)航定位系統(tǒng),至少需要24顆衛(wèi)星。這一次,北斗人再次腦洞大開,開創(chuàng)性地設(shè)計了混合星座構(gòu)型,并于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顆衛(wèi)星構(gòu)成的北斗二號系統(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(dǎo)航授時服務(wù)。
中國北斗,服務(wù)全球,必須覆蓋全球。
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,實現(xiàn)衛(wèi)星管衛(wèi)星,這是世界導(dǎo)航領(lǐng)域的前沿技術(shù),也是北斗三號工程建設(shè)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(biāo)志著我國掌握了這一國際領(lǐng)先的核心技術(shù)。
2017年11月5日,北斗三號全球組網(wǎng)雙星首次發(fā)射。
2018年12月27日,北斗三號基本系統(tǒng)建成并開始提供全球服務(wù)。
2019年12月16日,北斗三號全球系統(tǒng)核心星座部署完成,北斗全球服務(wù)能力全面實現(xiàn)。
2020年6月23日,我國完成北斗全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)星座部署,完整服務(wù)全球的目標(biāo)指日可待。
“從國內(nèi)到亞太再到全球,北斗系統(tǒng)建設(shè)發(fā)展的三步走方案,充分結(jié)合了中國國情,極具中國特色,彰顯了中國智慧、中國速度和中國精度,為世界衛(wèi)星導(dǎo)航的發(fā)展貢獻(xiàn)了中國方案?!睏铋L風(fēng)說。
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)射中心點火升空。 新華社記者 江宏景 攝
一流的北斗:走出自主創(chuàng)新的中國道路
一張“藍(lán)圖”繪到底,一張“星網(wǎng)”耀太空。一顆顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星巡天測地,作為中國自主創(chuàng)新的結(jié)晶,為人類提供一流的衛(wèi)星導(dǎo)航服務(wù)。
北斗三號全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)由地球中圓軌道衛(wèi)星、傾斜地球同步軌道衛(wèi)星和地球靜止軌道衛(wèi)星三種不同軌道的衛(wèi)星組成,包括24顆地球中圓軌道衛(wèi)星,3顆傾斜地球同步軌道衛(wèi)星和3顆地球靜止軌道衛(wèi)星。
相對于靈動活潑的地球中圓軌道衛(wèi)星、飄逸優(yōu)雅的傾斜地球同步軌道衛(wèi)星,此次發(fā)射的地球靜止軌道衛(wèi)星,也被親切地稱為“吉星”。
這些北斗“吉星”高高地駐守在距離地球36000公里的天疆,照耀著這片藍(lán)色星球,并為北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)提升提供增強(qiáng)服務(wù)。
大衛(wèi)星擁有“大體魄”,這顆壓軸出場的“吉星”采用東方紅三B(導(dǎo)航)衛(wèi)星平臺,是我國現(xiàn)役規(guī)模較大的衛(wèi)星平臺之一。強(qiáng)大的“體格”,讓它具備導(dǎo)航定位授時、短報文通信、星基增強(qiáng)、精密單點定位等本領(lǐng)。
——這是“創(chuàng)新之星”,突破讓聯(lián)通更輕松。
創(chuàng)新,是北斗導(dǎo)航衛(wèi)星與生俱來的基因。而有源定位和短報文通信,則是中國北斗系統(tǒng)的創(chuàng)舉。
中國航天科技集團(tuán)五院北斗三號衛(wèi)星副總設(shè)計師劉天雄介紹,利用無線電測定技術(shù),通過兩顆“吉星”聯(lián)手,不僅能回答用戶“我在哪”,還能告訴關(guān)注著用戶行蹤的相關(guān)方“你在哪”,在搜救、漁業(yè)等領(lǐng)域被廣泛使用,是保障民生安全的“千里眼”。
“此外,北斗三號的短報文通信能力顯著提升,信息發(fā)送能力從一次120個漢字提升到一次1200個漢字,遇到突發(fā)情況時無需字斟句酌,足以將情節(jié)一次性說清楚,還可發(fā)送圖片等信息,可以說就像‘空間微信’一樣。”劉天雄說。
——這是“長壽之星”,衛(wèi)星設(shè)計壽命達(dá)12年。
“北斗是一個開放的系統(tǒng),中國的北斗,世界的北斗,中國發(fā)展衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)是國民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)設(shè)施,也是為全人類提供時間坐標(biāo)和空間坐標(biāo)的基礎(chǔ)設(shè)施,服務(wù)的連續(xù)性和穩(wěn)定性十分重要?!敝袊教炜萍技瘓F(tuán)五院北斗三號衛(wèi)星總指揮遲軍說。
就像停水停電影響城市生活一樣,衛(wèi)星導(dǎo)航服務(wù)一旦中斷,國家和社會的正常運行會受到很大的影響,因此對衛(wèi)星導(dǎo)航的可靠性、連續(xù)性提出了苛刻的設(shè)計要求。
遲軍介紹,為了提高衛(wèi)星在軌服務(wù)的可靠性,北斗三號衛(wèi)星采取了多項可靠性措施,使衛(wèi)星的設(shè)計壽命達(dá)到12年,達(dá)到國際導(dǎo)航衛(wèi)星的先進(jìn)水平。
——這是“自主之星”,堅定不移走國產(chǎn)化道路。
關(guān)鍵核心技術(shù)是要不來、買不來、討不來的。
作為北斗全球?qū)Ш较到y(tǒng)的“收官之星”,這顆衛(wèi)星秉承北斗研制一直以來堅定走國產(chǎn)化道路的思想,在國產(chǎn)化方面也是集大成之作。
中國航天科技集團(tuán)五院北斗三號衛(wèi)星總設(shè)計師陳忠貴介紹,北斗導(dǎo)航系統(tǒng)面向國家安全、社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人民生活提供時間基準(zhǔn)、空間位置基準(zhǔn),對國家的重要性和人民生活的影響程度非常大。
“作為時間和空間的基準(zhǔn),如果由別人提供,安全感何來?比如當(dāng)前的熱點新基建,也將是我國建設(shè)發(fā)展下一階段的重要方向,時間基準(zhǔn)和空間位置基準(zhǔn)就是至關(guān)重要基礎(chǔ),北斗導(dǎo)航系統(tǒng)是新基建的基建,基礎(chǔ)的基礎(chǔ)?!标愔屹F說。
從北斗一號解決有無問題,到北斗二號打破國外技術(shù)封鎖,攻克了以導(dǎo)航衛(wèi)星總體技術(shù)、高精度星載原子鐘等為代表的多項關(guān)鍵技術(shù),再到北斗三號一馬當(dāng)先,更是走出自主創(chuàng)新的北斗之路。
衛(wèi)星研制團(tuán)隊率先提出國際上首個高中軌道星間鏈路混合型新體制,形成了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的星間鏈路網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、自主定軌、時間同步等系統(tǒng)方案,填補(bǔ)了國內(nèi)空白;建立了器部件國產(chǎn)化從研制、驗證到應(yīng)用一體化體系,徹底打破了核心器部件長期依賴進(jìn)口、受制于人的局面,鑄造了北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的“中國靈魂”。
擁有了自主知識產(chǎn)權(quán)和核心技術(shù),北斗導(dǎo)航衛(wèi)星單機(jī)和關(guān)鍵元器件國產(chǎn)化率達(dá)到100%,中國的北斗可以自豪向世界宣布:“我們是世界的北斗,更是一流的北斗!”
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)射中心點火升空。 新華社發(fā)(胡煦劼 攝)
世界的北斗:成為享譽(yù)全球的中國名片
北斗的建成,舉全國之力;北斗的應(yīng)用,惠民生所需。
星空布陣的同時,北斗也在深度融入社會生活,規(guī)?;?、產(chǎn)業(yè)化和國際化應(yīng)用不斷邁上新的臺階。
不久前的5月27日,中國登山健兒又一次登上世界海拔最高的珠穆朗瑪峰峰頂。
“2005年登頂,GNSS衛(wèi)星測量主要依賴GPS系統(tǒng)。而今年,我們同時參考四大導(dǎo)航系統(tǒng),并以北斗的數(shù)據(jù)為主!”自然資源部第一大地測量隊隊長李國鵬說。
北斗在這次“巔峰測試”中的成功應(yīng)用,也是它在接續(xù)攀登、走向卓越道路上的一個耀眼標(biāo)記。近年來,從減災(zāi)救災(zāi)到交通運輸,從農(nóng)業(yè)漁業(yè)到旅游服務(wù),北斗在各行各業(yè)發(fā)揮著越來越舉足輕重的作用。
——讓人民生命財產(chǎn)安全更有保障。在地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)地區(qū),北斗能夠?qū)崟r監(jiān)測、預(yù)判危險、及時報警。
——讓勞動生產(chǎn)效益大幅提升。在東北、新疆廣闊的田野上,農(nóng)業(yè)機(jī)械安裝北斗終端,使復(fù)播準(zhǔn)確率提高到100%,農(nóng)藥節(jié)省40%。
——讓交通更加可控安全。7萬余艘漁船、650多萬輛營運車輛安裝了北斗終端,民航也將依托北斗建設(shè)航空器全球追蹤系統(tǒng)。世代在遠(yuǎn)海風(fēng)浪中討生活的漁民,甚至唱起了“一拜媽祖,二拜北斗”的歌謠……
2020年初,一場抗擊新冠肺炎疫情的阻擊戰(zhàn)在神州大地打響。在這個特殊的戰(zhàn)場上,中國北斗快速響應(yīng)、全面融入。
火神山、雷神山醫(yī)院的修建引發(fā)“全民圍觀”,為復(fù)雜地形地貌實現(xiàn)高精度定位、精確標(biāo)繪的,正是北斗。
面向全國的“千尋位置”網(wǎng)上無人機(jī)平臺,可以實現(xiàn)無人機(jī)精準(zhǔn)噴灑等防疫作業(yè),為其提供高精度數(shù)據(jù)的,也是北斗。
物資運輸車輛實時監(jiān)管調(diào)控,智能機(jī)器人將各地送達(dá)的醫(yī)療物資快速送往醫(yī)院隔離區(qū),背后的支持系統(tǒng),還是北斗。
國之大器,利國惠民。隨著5G商用時代的到來,隨著終端套數(shù)快速增長,打破壟斷、更接地氣的中國北斗,正不斷走近人民群眾的日常生產(chǎn)生活,將很快成為人們更貼心、更便利、更可靠的伙伴。
在中國入網(wǎng)的智能手機(jī),已經(jīng)有70%以上提供了北斗服務(wù)。基于北斗的導(dǎo)航服務(wù)已被電子商務(wù)、移動智能終端制造、位置服務(wù)等廠商采用,廣泛進(jìn)入中國大眾消費、共享經(jīng)濟(jì)和民生領(lǐng)域,深刻改變著人們的生產(chǎn)生活方式。
與新一代通信、區(qū)塊鏈、人工智能等新技術(shù)加速融合,北斗應(yīng)用新模式、新業(yè)態(tài)、新經(jīng)濟(jì)不斷涌現(xiàn)。在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)等新興應(yīng)用領(lǐng)域,自動駕駛、自動泊車、自動物流等創(chuàng)新應(yīng)用層出不窮。
“北斗的應(yīng)用只受到想象力的限制?!北倍啡俗孕徘易院赖脑捳Z,更昭示著一個更加智能、更加便捷、更加美好的未來。
北斗翱翔星空,服務(wù)惠及全球。隨著系統(tǒng)一步步升級完善,北斗立足中國、放眼世界,不斷擴(kuò)大服務(wù)覆蓋范圍,讓越來越多的國家體驗到“中國智慧”。
日臻完善的中國北斗,正在加速“融入世界”。
近年來,北斗與GPS、伽利略、格洛納斯先后建立了兼容共識基礎(chǔ)上的合作機(jī)制,聯(lián)手打造兼容使用、精度更高衛(wèi)星集群的前景可期。
“相比只有一套系統(tǒng),多種系統(tǒng)的兼容共存實際上提高了可靠性?!敝袊l(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)管理辦公室主任冉承其說,四大系統(tǒng)間并不是有些人認(rèn)為的“競爭關(guān)系”,更多的是攜手為全球用戶提供更精確、更可靠的定位導(dǎo)航服務(wù),促進(jìn)世界互聯(lián)互通。
完成組網(wǎng)的中國北斗,也將更加“吸引世界”。
事實上,北斗已開始向上百個“一帶一路”沿線國家提供服務(wù),用戶數(shù)量達(dá)到“億級以上”水平。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(xì)農(nóng)業(yè)、病蟲災(zāi)害監(jiān)管,文萊的都市現(xiàn)代化建設(shè)、智慧旅游,印尼的海上集成應(yīng)用……北斗還分別與沙特、阿聯(lián)酋、埃及、突尼斯、阿爾及利亞等國家制定推進(jìn)措施。中國胸懷和中國貢獻(xiàn),伴隨“太空絲路”不斷延展。
目前,世界上已經(jīng)有半數(shù)以上的國家在全球范圍內(nèi)使用北斗系統(tǒng)。
讓科技創(chuàng)新成果為更多國家和人民所及、所享、所用,中國北斗系統(tǒng),對世界上渴望科技改善生活的人們來說,是一個巨大鼓舞,“中國分享”也必將讓世界更加美好。
編輯:張佳琪
關(guān)鍵詞:衛(wèi)星 北斗 發(fā)射 三號
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