中國北斗實(shí)現(xiàn)全球?qū)Ш降膲粝耄铀俚絹怼?/p>
今年7月29日,我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長征三號乙運(yùn)載火箭(及遠(yuǎn)征一號上面級),以“一箭雙星”方式成功發(fā)射第33、34顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星。這也是北斗三號系統(tǒng)第9、10顆組網(wǎng)衛(wèi)星。
根據(jù)計(jì)劃,今年底北斗系統(tǒng)將完成基本系統(tǒng)建設(shè),為“一帶一路”及沿線國家提供基本服務(wù)。到2020年底,將建成全球?qū)Ш较到y(tǒng),為全球所有國家和地區(qū)提供高精度、高可靠的定位、導(dǎo)航、授時(shí)服務(wù)。在世界任何一個(gè)地方,用上中國人的北斗,將變得觸手可及。
實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星關(guān)鍵元器件100%國產(chǎn)化
北斗,是屬于中國人自己的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),也是繼美國GPS系統(tǒng)和俄羅斯“格洛納斯”系統(tǒng)后,世界上第三個(gè)正式運(yùn)行的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。它的發(fā)展戰(zhàn)略是“三步走”,也就是通常所說的北斗一號、北斗二號和北斗三號。
北斗一號于1994年啟動(dòng),2000年建成并投入使用,為中國用戶提供服務(wù)。北斗二號于2004年啟動(dòng),2012年年底建成,向亞太地區(qū)提供服務(wù)。北斗全球?qū)Ш较到y(tǒng)建設(shè)于2009年啟動(dòng),2017年11月北斗三號首批組網(wǎng)衛(wèi)星發(fā)射升空并成功入軌,目前已經(jīng)發(fā)射了10顆衛(wèi)星,全球組網(wǎng)正穩(wěn)步推進(jìn)中。
導(dǎo)航性能的提升,得益于扎實(shí)的技術(shù)進(jìn)步。
以被稱作導(dǎo)航衛(wèi)星“心臟”的原子鐘來說,它的技術(shù)革新,對提高定位精度至關(guān)重要。
原子鐘是為整個(gè)衛(wèi)星提供時(shí)間基準(zhǔn)、維持時(shí)間準(zhǔn)確性的守時(shí)設(shè)備,“掌握”著時(shí)間的精度。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)總設(shè)計(jì)師楊長風(fēng)說,“時(shí)間精度是衛(wèi)星導(dǎo)航的‘命門’,天地間時(shí)間越同步、誤差越小,定位精度越高”。
在北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)展初期,我國并不具備研制生產(chǎn)星載原子鐘的能力。經(jīng)過刻苦攻關(guān),北斗二號用上了自主研制的星載銣原子鐘。北斗三號則采用了我國新型高精度銣原子鐘和氫原子鐘。據(jù)介紹,北斗三號所配備的銣原子鐘,其穩(wěn)定度達(dá)到E-14量級,“這相當(dāng)于300萬年只有1秒誤差”。
另一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)是“星間鏈路”。我國很難像GPS那樣,在全球大范圍建立地面站。那么,如何保證在國內(nèi)地面站也能對境外衛(wèi)星進(jìn)行操控?
“星間鏈路”起了重要作用。通俗地說,星間鏈路就是衛(wèi)星與衛(wèi)星之間的一條路。它把北斗三號30顆衛(wèi)星連成一張網(wǎng),不僅能相互通信和數(shù)據(jù)傳輸,還能相互測距。雖然我們“看不見”處在地球另一面的北斗衛(wèi)星,但通過北斗衛(wèi)星的星間鏈路,同樣能和它們?nèi)〉寐?lián)系。
除了擁有諸多先進(jìn)技術(shù),更重要的是,北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)和產(chǎn)品研制實(shí)現(xiàn)了自主可控。目前,北斗三號衛(wèi)星的關(guān)鍵元器件實(shí)現(xiàn)了100%國產(chǎn)化,做到了“北斗星、中國芯”。
“北斗+”加速落地,融合應(yīng)用全面開花
“北斗應(yīng)用是無時(shí)不在,無處不有,只要你敢想,它就可以應(yīng)用?!睏铋L風(fēng)在一次接受采訪中說。
如今的北斗已經(jīng)日益走進(jìn)百姓生活,你可能早已用上而不自知!
拿手機(jī)為例,國產(chǎn)品牌的大部分手機(jī),在使用定位導(dǎo)航服務(wù)時(shí),北斗都有參與其中。“兩客一?!保糜伟?、大客車、危險(xiǎn)品運(yùn)輸車)、出租車、公交車、物流貨車、漁船等等也都陸續(xù)加裝了北斗兼容車載終端。
共享單車的使用也離不開北斗的身影。北斗的精準(zhǔn)定位幫助其劃出了“電子圍欄”。如果共享單車沒有停放在指定位置,用戶就會(huì)收到短信提示。
漁船、營運(yùn)車輛、民航客機(jī)安裝北斗終端以后,群眾出行變得更加安全便利。在北斗導(dǎo)航的指引下,拖拉機(jī)自動(dòng)沿線耕作,無人機(jī)定點(diǎn)定量噴灑農(nóng)藥,勞動(dòng)生產(chǎn)率大幅提升。地震后建筑物幾毫米下沉變化等精密數(shù)據(jù)的測量,也全靠北斗的“火眼金睛”。
北斗還助力紀(jì)檢監(jiān)察干部查處“四風(fēng)”問題。去年8月,福建為全省公車安裝了北斗定位車載終端,依托北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),可以實(shí)時(shí)查詢目標(biāo)車輛的精確位置和歷史軌跡,對公車實(shí)行動(dòng)態(tài)監(jiān)管。“北斗就像紀(jì)檢監(jiān)察干部的‘天眼’,讓披上‘隱形衣’的‘四風(fēng)’問題無處遁形”,福建省仙游縣紀(jì)委監(jiān)委黨風(fēng)政風(fēng)監(jiān)督室主任陳建清介紹。該縣去年利用北斗“天眼”查處了5起違規(guī)使用公車問題。
統(tǒng)計(jì)顯示,2017年,中國國內(nèi)衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值為2550億元,其中北斗對產(chǎn)業(yè)核心產(chǎn)值的貢獻(xiàn)率為80%。預(yù)計(jì)到2020年,中國衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)規(guī)模將超過4000億元,北斗將拉動(dòng)2400億元-3200億元規(guī)模的市場份額。
“北斗既是中國的,也是世界的?!北倍芬炎叱鰢T,正加速融入世界。
7月10日,國家主席習(xí)近平在中阿合作論壇第八屆部長級會(huì)議開幕式上提出,“推動(dòng)中國北斗導(dǎo)航系統(tǒng)服務(wù)阿拉伯國家建設(shè)”,并“做強(qiáng)北斗導(dǎo)航論壇機(jī)制”。
近年來,中國與南亞、中亞、東盟、阿盟、非洲等國家和組織建立了導(dǎo)航方面密切的合作機(jī)制。此外,北斗已加入國際民航、國際海事、3GPP移動(dòng)通信三大國際組織,還將為全球提供免費(fèi)搜索救援服務(wù)。
目前,北斗導(dǎo)航系統(tǒng)覆蓋了50多個(gè)國家、30多億人口,國產(chǎn)北斗產(chǎn)品輸出80多個(gè)國家和地區(qū)。
北斗人一步一個(gè)腳印,朝著目標(biāo)踏實(shí)前行
北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)展跨越了數(shù)十年,特別是我們國家起步晚、技術(shù)基礎(chǔ)薄弱,其中的艱辛可以想見。但北斗人愣是用智慧和拼勁,攻克了一個(gè)又一個(gè)難關(guān)。
楊長風(fēng)講述了這樣一個(gè)“生死時(shí)速”故事。很多人可能不知道,導(dǎo)航衛(wèi)星發(fā)射上天的前提是要有合法的軌道位置和頻率資源。2000年時(shí),我國在國際電聯(lián)組織爭取到了軌道位置和頻率資源,但這不是永久的,必須要在7年有效期內(nèi)發(fā)射衛(wèi)星成功并收到信號,才算是真正占有這塊“太空國土”。
2007年4月,北斗二號第一顆衛(wèi)星即將發(fā)射。在發(fā)射前3天突然發(fā)現(xiàn)異常,信號很不穩(wěn)定。當(dāng)時(shí)所有人都進(jìn)退兩難,時(shí)間緊、任務(wù)重、難點(diǎn)重重,怎么辦?絕不能帶著隱患發(fā)射上天!最終北斗人“整整三天,七十二小時(shí)沒有合眼,通過各種各樣試驗(yàn),把這個(gè)問題找出來并解決了。在頻率只有四個(gè)小時(shí)的期限下,我們的衛(wèi)星準(zhǔn)確發(fā)射了第一組信號?!?/p>
精益求精、勇攀高峰,優(yōu)秀品質(zhì)一脈相承,鑄就了北斗人身上的鮮明印記。
2017年的一個(gè)夏夜,航天科技集團(tuán)五院北斗三號總體主任設(shè)計(jì)師劉家興遇上了一個(gè)困擾他的“小瑕疵”。在一份關(guān)于北斗三號第9顆衛(wèi)星某關(guān)鍵單機(jī)測試的異常問題報(bào)告上顯示,在整星測試階段,該單機(jī)的偽碼相位一致性指標(biāo)超出了不到一納秒。
一納秒什么概念?即十億分之一秒!日常生活用不到如此小的計(jì)量,甚至對于絕大部分高精尖設(shè)備而言,它也短暫到可以忽略不計(jì)。但對于劉家興來說,則是困擾在心中的一根刺?!安荒芊胚^,必須找出原因,把這根刺拔掉?!?/p>
在后續(xù)3個(gè)月時(shí)間里,他和研究團(tuán)隊(duì)一起連續(xù)奮戰(zhàn),全面細(xì)致對比了單機(jī)研制和整星測試階段在測試環(huán)境、測試設(shè)備、數(shù)據(jù)處理方法等方面的差異,終于發(fā)現(xiàn)了兩個(gè)階段數(shù)據(jù)處理方法分別存在的錯(cuò)誤和不足,解決了這個(gè)不到“一納秒”的誤差問題。
攻關(guān)北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的主力軍,是航天科技集團(tuán)五院總體部導(dǎo)航領(lǐng)域黨支部。3年內(nèi),他們創(chuàng)造了14顆導(dǎo)航衛(wèi)星連戰(zhàn)連捷的佳績。
“我們黨支部現(xiàn)有員工73人,黨員占了90%。重大任務(wù)、關(guān)鍵時(shí)刻,都是黨員沖在前頭,大家團(tuán)結(jié)起來一起干。”航天科技集團(tuán)五院總體部導(dǎo)航領(lǐng)域黨支部書記張旭說,新老黨員傳幫帶,給新人配備一名督導(dǎo)師,是支部多年來的傳統(tǒng)。
多年來,以老帶新、積淀傳承的制度,推動(dòng)全體黨員凝聚起強(qiáng)大戰(zhàn)斗力。如今,北斗導(dǎo)航團(tuán)隊(duì)正向著2020年全球組網(wǎng)目標(biāo)踏實(shí)前行。
按照發(fā)展戰(zhàn)略,將在2020底建成北斗三號全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。北斗三號建成以后,還將繼續(xù)不斷改進(jìn)、完善,提高導(dǎo)航衛(wèi)星功能。計(jì)劃在2035年左右,要再發(fā)展下一代衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),努力形成國家綜合定位、導(dǎo)航、授時(shí)體系,實(shí)現(xiàn)室內(nèi)、室外,天空、地、海的無縫連接,構(gòu)建高精度的位置服務(wù)系統(tǒng)。
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