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在北斗一號F1星轉(zhuǎn)場動員會上，大家圍繞保質(zhì)量保安全展開討論。
北斗三號衛(wèi)星團(tuán)隊(duì)在發(fā)射場合影。
西昌衛(wèi)星發(fā)射中心科技人員正在將火箭吊裝至發(fā)射塔架。
豎立在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心二號發(fā)射工位旁的質(zhì)量文化標(biāo)語。
夏天，北斗人從40攝氏度的室外走進(jìn)15攝氏度的測試大廳，穿上軍大衣投入工作。
編者按 中國北斗，我國自主建設(shè)的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。自1994年北斗一號立項(xiàng)以來，歷經(jīng)二十六載，從無到有，從有源到無源，從區(qū)域到全球，交出一份沉甸甸的“成績單”。
2020年7月31日，中國向全世界鄭重宣告，中國自主建設(shè)、獨(dú)立運(yùn)行的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)已全面建成，中國北斗自此開啟高質(zhì)量服務(wù)全球、造福人類的嶄新篇章。它將以更加開放包容的姿態(tài)擁抱世界，同世界一起書寫時空服務(wù)新篇章。
抗擊疫情，分秒必爭。北斗“交通”打通火線運(yùn)輸線，確保防疫物資及時送達(dá)；
國慶閱兵，舉世矚目。北斗“標(biāo)齊”大顯身手，受閱方隊(duì)、裝備“米秒不差”，閱出了軍威、國威；
在世界之巔珠穆朗瑪峰，北斗為中國攀登者完成高程測量提供主要數(shù)據(jù)；
在驚濤駭浪的南海，中國漁民無論行駛到哪塊海域都在中國北斗的俯瞰之中；
在山洪頻發(fā)的山區(qū)，“北斗＋氣象”讓居民早知晴雨，更好地開展生態(tài)保護(hù)、資源開發(fā)和探險(xiǎn)旅游；
在川流不息的馬路，北斗讓人們自由穿梭于大街小巷……
這就是中國北斗，我國自主建設(shè)的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。它是國家安全和經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展不可或缺的信息基礎(chǔ)設(shè)施，是大國地位和綜合國力的重要標(biāo)志。
2020年7月31日，北斗三號全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建成暨開通儀式在北京人民大會堂隆重舉行。中國向全世界鄭重宣告，中國自主建設(shè)、獨(dú)立運(yùn)行的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)已全面建成，中國北斗自此開啟了高質(zhì)量服務(wù)全球、造福人類的嶄新篇章。
從此，中國北斗正式走出國門，成為服務(wù)全球的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，它將以更加開放包容的姿態(tài)擁抱世界，同世界一起書寫時空服務(wù)新篇章。
命名“北斗”
1994年，世界首個全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)GPS全面建成；也是這一年，我國開始獨(dú)立自主研制北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，并以祖先們用于識別方向的“北斗星”命名
從無到有，北斗走過的這條路殊為不易。
早在上世紀(jì)70年代，從事“兩彈一星”的先驅(qū)們就已經(jīng)認(rèn)識到衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)的重要性。他們曾在衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域苦苦摸索，在理論探索和研制實(shí)踐方面開展了卓有成效的工作。立項(xiàng)于20世紀(jì)60年代末的“燈塔計(jì)劃”可以說是北斗工程的前身，盡管這個計(jì)劃最終因技術(shù)方向轉(zhuǎn)型、財(cái)力有限等原因而終止，然而它如同一盞明燈，為后來上馬的北斗工程積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。
改革開放以后，我國加快了經(jīng)濟(jì)發(fā)展的腳步，衛(wèi)星導(dǎo)航定位在國民經(jīng)濟(jì)和國防建設(shè)上的重要價(jià)值再一次被科學(xué)家提出。但是當(dāng)時，美國已經(jīng)憑借著GPS在衛(wèi)星定位系統(tǒng)領(lǐng)域一家獨(dú)大，俄羅斯的GLONASS也完成了全球組網(wǎng)，以我國當(dāng)時的國情，走歐美國家的老路只能永遠(yuǎn)做一名追趕者，唯有另辟蹊徑才能擁有超車的機(jī)會。
究竟該怎樣打造自主可控的國之重器？
第一代北斗建設(shè)者們一致認(rèn)為，最迫切的需求是先解決“有無問題”。1983年，以陳芳允院士為代表的專家學(xué)者提出了利用2顆地球同步軌道衛(wèi)星來測定地面和空中目標(biāo)的設(shè)想?！半p星定位”建設(shè)方案的原理是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，經(jīng)地面控制中心計(jì)算處理，實(shí)現(xiàn)對區(qū)域內(nèi)地面目標(biāo)的快速定位。這一方案用當(dāng)時中國最成熟的航天技術(shù)，以最小星座、最少投入、最短周期，實(shí)現(xiàn)了衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)的自主可控，為后續(xù)發(fā)展堅(jiān)定了必勝信心，奠定了堅(jiān)實(shí)技術(shù)基礎(chǔ)，積累了豐富工程經(jīng)驗(yàn)。
是否一步跨到全球組網(wǎng)？這在當(dāng)時引發(fā)了不小的爭議。建成覆蓋全球的導(dǎo)航定位系統(tǒng)，至少需要24顆衛(wèi)星，美、俄用了20多年時間。但是，維護(hù)我國國家主權(quán)、安全、發(fā)展利益刻不容緩，中國拖不起、等不得，必須在最短時間內(nèi)讓北斗發(fā)揮出最大效益。怎么辦？“兩彈元勛”、東方紅一號衛(wèi)星總設(shè)計(jì)師、北斗工程首任總設(shè)計(jì)師孫家棟院士帶領(lǐng)工程技術(shù)人員創(chuàng)造性提出“分步走”戰(zhàn)略，先試驗(yàn)后建設(shè)，先國內(nèi)后周邊，先區(qū)域后全球。
路，終于打開了。北斗工程“三步走”發(fā)展藍(lán)圖被確定下來：第一步，先建立雙星定位試驗(yàn)系統(tǒng)，形成區(qū)域有源定位與導(dǎo)航服務(wù)能力；第二步，完成3種軌道10余顆衛(wèi)星發(fā)射，建成區(qū)域?qū)Ш较到y(tǒng)，形成區(qū)域無源服務(wù)能力，向亞太地區(qū)提供定位、導(dǎo)航、授時以及短報(bào)文通信服務(wù)；第三步，建成由3顆靜止軌道衛(wèi)星和30顆非靜止軌道衛(wèi)星組成、覆蓋全球的北斗全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，形成全球無源服務(wù)能力。
什么是“有源”和“無源”？北斗一號系統(tǒng)總指揮、中國航天科技集團(tuán)研究員李祖洪曾經(jīng)有過一個形象的比喻：“有源”與“無源”之間的差別就相當(dāng)于對講機(jī)和收音機(jī)一樣。有源就像對講機(jī)，既可以接收信號又可以發(fā)送信號，而無源就像收音機(jī)，只接收衛(wèi)星信號，不再向外發(fā)送信號。孫家棟院士說，中國北斗導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)的設(shè)計(jì)將“有源”和“無源”非常巧妙地結(jié)合起來，以充分發(fā)揮它的作用，這是中國北斗的最大特色和亮點(diǎn)，也是北斗的優(yōu)勢所在。
1994年，無論在世界還是中國的衛(wèi)星導(dǎo)航發(fā)展史上都是極具特殊意義的一年。這一年，世界首個全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)GPS全面建成；也是這一年，黨中央、國務(wù)院、中央軍委作出獨(dú)立自主研制北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的重大戰(zhàn)略決策，并以炎黃子孫的祖先們用于識別方向的“北斗星”命名，中國開啟了第一代衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)研制建設(shè)的漫漫征程。
摸著石頭過河
回望自北斗一號開始的漫漫征程，由于國外技術(shù)封鎖，北斗人一路拓荒前行，“摸著石頭”尋找國產(chǎn)化發(fā)展之路
回顧我國北斗工程建設(shè)歷程，北斗一號實(shí)現(xiàn)了中國導(dǎo)航衛(wèi)星從無到有，使我國成為繼美、俄之后第三個擁有導(dǎo)航衛(wèi)星的國家。當(dāng)時國外對我國實(shí)施嚴(yán)格的技術(shù)封鎖，國內(nèi)的部件廠家尚未成熟，北斗人只能“摸著石頭過河”。
長期穩(wěn)定運(yùn)行是衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的根本。而在當(dāng)時的技術(shù)條件下，影響衛(wèi)星長期穩(wěn)定運(yùn)行的控制分系統(tǒng)三大部件——紅外地球敏感器、動量輪和太陽帆板驅(qū)動機(jī)構(gòu)都沒有實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化。研制團(tuán)隊(duì)從關(guān)鍵技術(shù)、關(guān)鍵材料、關(guān)鍵工藝著手，歷經(jīng)8年多時間，幾經(jīng)波折，三大部件終于在北斗一號的備份星上實(shí)現(xiàn)了首飛，自主解決了衛(wèi)星的“眼睛”“腿腳”和“肩關(guān)節(jié)”問題。
北斗一號最初啟用我國研制的“東方紅三號”衛(wèi)星平臺，雖然采用了當(dāng)時最先進(jìn)的三軸穩(wěn)定控制方案和雙組元統(tǒng)一推進(jìn)方案，但由于國外對我國的關(guān)鍵技術(shù)封鎖和禁運(yùn)，實(shí)現(xiàn)這些方案必須依靠自身?xiàng)l件。據(jù)航天科技集團(tuán)五院專家回憶，當(dāng)時五院聚集國內(nèi)優(yōu)勢力量，短短幾年時間便完成了控制分系統(tǒng)的星載計(jì)算機(jī)、中心控制線路、推進(jìn)分系統(tǒng)的大容量表面張力貯箱、490牛頓推力發(fā)動機(jī)等產(chǎn)品的技術(shù)攻關(guān)，最終，北斗一號衛(wèi)星推進(jìn)分系統(tǒng)65臺部件產(chǎn)品“全部實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)”。
如果將衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)比喻成一棵大樹，那么技術(shù)就如同它的樹根，而頻率資源則是大樹賴以生長的土壤。如果沒有頻率，衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)將如同無地生根的大樹，設(shè)計(jì)得再好也沒有施展本領(lǐng)的舞臺。
據(jù)中國工程院院士、衛(wèi)星導(dǎo)航定位總站高級工程師譚述森回憶，在衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)初始階段，頻率資源相對充沛，建設(shè)時間較早的GPS系統(tǒng)和GLONASS系統(tǒng)不存在頻率資源的沖突問題，然而到了北斗系統(tǒng)建設(shè)的時候，發(fā)達(dá)國家已經(jīng)將衛(wèi)星導(dǎo)航頻率瓜分得所剩無幾，頻率資源爭奪非常激烈。北斗第一代科學(xué)家經(jīng)過與幾十個國家300多次艱苦的談判，創(chuàng)造性地提出衛(wèi)星導(dǎo)航信號兼容性評估準(zhǔn)則，證明了北斗與其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)頻率重疊時互不影響，贏得頻率共用的“世界共識”，為國家爭取了寶貴的頻率資源。
然而，國際電聯(lián)規(guī)定，各國均可平等申請新資源使用權(quán)，但必須在7年有效期內(nèi)發(fā)射導(dǎo)航衛(wèi)星，并成功接收傳回信號，逾期則自動失效。為保住2007年4月17日這一最后“窗口”，北斗工程上下進(jìn)行全系統(tǒng)總動員和大會戰(zhàn)，搶在當(dāng)年2月底完成衛(wèi)星研制。然而臨射前，衛(wèi)星上的應(yīng)答機(jī)突現(xiàn)異常。為確保萬無一失，工程試驗(yàn)隊(duì)果斷將已矗立塔架的星箭組合體拆開，取出衛(wèi)星應(yīng)答機(jī)，72小時不眠不休，成功排除故障。
2007年4月14日4時11分，這顆肩負(fù)重要使命的衛(wèi)星發(fā)射成功；17日20時許，北京清晰地接收到來自這顆衛(wèi)星的信號。這一刻，距離頻率失效最后時限已不到4個小時。中國北斗在最后時刻“壓哨破門”，拿到了進(jìn)軍全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)俱樂部的“入場券”。
翻越“臘子口”
無“鐘”之困、缺“芯”之憂、布“站”之難……自主創(chuàng)新的過程注定是艱苦的，但只有堅(jiān)定不移地走下去，才能把命運(yùn)牢牢掌握在自己手中
無“鐘”之困、缺“芯”之憂、布“站”之難……在北斗系統(tǒng)一路走來的過程中，最不缺少的就是一個又一個難題和難關(guān)。自主創(chuàng)新的過程注定是艱苦的，但北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的研發(fā)人員深知關(guān)鍵核心技術(shù)是花錢買不來的，即使買來了也是不可靠的，引進(jìn)仿制的路子也走不遠(yuǎn)，只有堅(jiān)定不移走自主創(chuàng)新之路，才能把命運(yùn)牢牢掌握在自己手中。
陽光總在風(fēng)雨后，面對沒有自己的原子鐘和芯片、區(qū)域布站條件下實(shí)現(xiàn)全球服務(wù)等看似難以逾越的“婁山關(guān)”“臘子口”，北斗人憑借滾石上山的毅力和勇氣，走出了一條自主創(chuàng)新、追求卓越的發(fā)展道路。
“現(xiàn)在幾點(diǎn)了？”這是我們生活中每天都要面對的問題。而為我們提供答案的不是身邊的鐘表，而是天上的導(dǎo)航衛(wèi)星。授時是北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的一個重要功能?？绾４髽颉⒑５姿淼?，許多臺起重機(jī)一起合作，動輒上千米的作業(yè)面，時間上差一點(diǎn)，就會“失之毫厘謬以千里”。
授時精度取決于導(dǎo)航衛(wèi)星的“心臟”——原子鐘。由于星載原子鐘機(jī)理復(fù)雜、技術(shù)難度極大，美國、俄羅斯、瑞士等少數(shù)國家曾長期壟斷這項(xiàng)技術(shù)。遺憾的是，我國科研團(tuán)隊(duì)為北斗衛(wèi)星設(shè)計(jì)的第一臺原子鐘效果差強(qiáng)人意，不僅在工作時經(jīng)常出現(xiàn)“突跳”，精度與國際水平也相差甚遠(yuǎn)。能否突破原子鐘技術(shù)瓶頸，關(guān)系到我國北斗系統(tǒng)建設(shè)的成敗。
在中國科學(xué)院武漢物理與數(shù)學(xué)研究所研究員梅剛?cè)A的辦公室里，至今收藏著幾抽屜的試驗(yàn)品，它們被梅剛?cè)A視若珍寶，見證著課題組20年來的艱難求索。“原子鐘的核心部件微波腔只有一個膠卷大小，要在里面特定位置打幾個槽，測量寬度和深度，在當(dāng)年沒有計(jì)算機(jī)模擬仿真技術(shù)時，只能一點(diǎn)點(diǎn)摸索、一點(diǎn)點(diǎn)打磨?！泵穭?cè)A說，僅這一項(xiàng)技術(shù)，他們就進(jìn)行了上百次試驗(yàn)。最終，具有全新結(jié)構(gòu)和工作原理的開槽管式微波腔研制成功，這一研究利用小體積原子氣室激勵出高強(qiáng)度原子躍遷信號，獲得了中、美兩國發(fā)明專利授權(quán)。
除了武漢物理與數(shù)學(xué)研究所之外，航天科技集團(tuán)空間技術(shù)研究院、航天科工集團(tuán)二院203所等單位也對星載銣原子鐘一系列關(guān)鍵技術(shù)開展攻關(guān)。這是一項(xiàng)非?！鞍救恕钡墓ぷ?，為了保證24小時不間斷測試，科研人員經(jīng)常是白天調(diào)試，晚上盯在測試儀器前，觀察數(shù)據(jù)，一測就是一整夜。在日夜兼程進(jìn)行調(diào)試的階段，大家就像上了發(fā)條的“鐘”一樣連軸轉(zhuǎn)。2005年，航天科工203所交付了我國首批兩臺星載銣原子鐘工程化初樣鑒定機(jī)，標(biāo)志著我國原子鐘自主化邁出了一大步。2007年，趕上了為爭奪頻率資源提前發(fā)射的北斗試驗(yàn)星，我國自主研制的星載銣原子鐘上天服役。2008年前后，梅剛?cè)A團(tuán)隊(duì)成功研制出具有完整自主知識產(chǎn)權(quán)、滿足航天工程要求的星載銣原子鐘正樣產(chǎn)品，做到計(jì)時精度與美國GPS系統(tǒng)同期技術(shù)相當(dāng)，打破了國外技術(shù)壟斷和封鎖，并批量用于“北斗二號”衛(wèi)星，中國的北斗終于裝上了一顆“中國芯”。
如今，“北斗三號”全球系統(tǒng)上的星載原子鐘計(jì)時精度達(dá)到100億分之3秒，與美國GPS衛(wèi)星最新一代星載銣鐘并列，躋身國際頂尖水平，可以滿足分米級導(dǎo)航定位需求。打個比方，如果汽車裝載了北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，那么它提供的位置精度比車道間距還要小，這樣就能夠幫助駕駛者規(guī)避堵車，也能保障行駛安全。
“北斗的研制，是中國人自己干出來的。‘巨人’對我們技術(shù)封鎖，不讓我們站在肩膀上。唯一的辦法，就是自己成為‘巨人’?！崩钭婧檎f。
缺少“中國芯”，一直是困擾我國高科技領(lǐng)域的一塊“心病”。對于北斗系統(tǒng)工程建設(shè)和應(yīng)用來說，擁有國產(chǎn)芯片，對于確保安全性、穩(wěn)定性、可靠性至關(guān)重要。
搞北斗三號全球系統(tǒng)，全面國產(chǎn)化是頭等大事。通過深入動員，工程上下形成寧可國產(chǎn)化產(chǎn)品“指標(biāo)低點(diǎn)，價(jià)格高點(diǎn)，也要大膽使用”的堅(jiān)定共識；工程總體研究制定行動規(guī)劃，將自主可控要求落實(shí)到關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)、產(chǎn)品研發(fā)、競爭采購等各環(huán)節(jié)；建立由專項(xiàng)管理辦公室牽頭，多部門參加的自主可控協(xié)調(diào)小組，通過重點(diǎn)行業(yè)、區(qū)域應(yīng)用示范工程，大力推廣使用自主芯片、模塊、軟件產(chǎn)品，通過邊建邊用、反復(fù)迭代，有效提高了產(chǎn)品質(zhì)量水平。
功夫不負(fù)有心人。國產(chǎn)北斗芯片工藝由0.35微米提升到28納米，已在物聯(lián)網(wǎng)和消費(fèi)電子領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。支持北斗三號新信號的22納米工藝射頻基帶一體化導(dǎo)航定位芯片，體積更小、功耗更低、精度更高，已具備批量生產(chǎn)能力。
寶劍鋒從磨礪出，梅花香自苦寒來。截至2019年底，國產(chǎn)導(dǎo)航型芯片出貨量已超1億片，北斗導(dǎo)航型芯片、模塊高精度板卡和天線已出口到120余個國家和地區(qū)。
北斗全球?qū)Ш较到y(tǒng)建設(shè)還有一大特色，那就是首創(chuàng)Ka頻段星間鏈路。按照傳統(tǒng)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的建設(shè)和運(yùn)行模式，需要在全球范圍內(nèi)建立眾多地面站。但北斗系統(tǒng)不能像GPS那樣，在全球建立地面站。為了解決境外衛(wèi)星的數(shù)據(jù)傳輸通道，航天科技集團(tuán)五院北斗三號研制團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新提出了星座星間鏈路技術(shù)，采取星間、星地傳輸功能一體化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了衛(wèi)星與衛(wèi)星、衛(wèi)星與地面站的鏈路互通，這就是說，我們雖然“看不見”在地球另一面的北斗衛(wèi)星，但用北斗衛(wèi)星的星間鏈路同樣能與它們?nèi)〉寐?lián)系。太空“兄弟”間手拉手，心相通，不僅實(shí)現(xiàn)了相互間的通信和數(shù)據(jù)傳輸，還能相互測距，自動“保持隊(duì)形”，可以減輕地面管理維護(hù)壓力。憑借這一“絕活”，工程實(shí)現(xiàn)了僅依靠國內(nèi)布站情況下對全球星座的運(yùn)行控制，以及全球服務(wù)能力與世界一流系統(tǒng)的比肩。
北斗三號全球系統(tǒng)星座部署完成后，澳大利亞空間工程研究中心主任安德魯·登普斯特指出，北斗是一項(xiàng)重大突破，因?yàn)樗馕吨袊梢酝耆?dú)立地使用自主導(dǎo)航系統(tǒng)，不再依賴任何人。
“五千萬”工程
干驚天動地事、做隱姓埋名人，不分前方后方、不分國企民企、不分臺前幕后，他們都是北斗人，共同譜寫了重大航天工程“舉國上下一盤棋、千軍萬馬大會戰(zhàn)”的火熱篇章
從北斗工程立項(xiàng)伊始，天南海北的建設(shè)者們便懷揣激情和夢想?yún)R聚到北斗研制建設(shè)一線，他們干驚天動地事、做隱姓埋名人，不分前方后方、不分國企民企、不分臺前幕后，共同譜寫了重大航天工程“舉國上下一盤棋、千軍萬馬大會戰(zhàn)”的火熱篇章。如同北斗工程總設(shè)計(jì)師楊長風(fēng)所說：“北斗是‘五千萬’工程：調(diào)動了千軍萬馬，經(jīng)歷了千難萬險(xiǎn)，付出了千辛萬苦，要走進(jìn)千家萬戶，將造福千秋萬代?！?/p>
2015年，北斗三號即將發(fā)射試驗(yàn)衛(wèi)星，其成功與否直接影響著后續(xù)組網(wǎng)任務(wù)能否順利進(jìn)行，至關(guān)重要。為了趕上“發(fā)射窗口”，航天科技集團(tuán)五院總體部機(jī)械總體研制團(tuán)隊(duì)絞盡腦汁、開足馬力、使出渾身解數(shù)，流程調(diào)整、精簡項(xiàng)目……大家心中只有一個信念——“必須按時出廠！”為了確保每項(xiàng)工作按計(jì)劃完成，總裝現(xiàn)場24小時作業(yè)、設(shè)計(jì)師就24小時跟產(chǎn)。在亮如白晝的大廳里，已然分不清是深夜還是白天，困了就出去洗個臉精神一下，累了就坐在現(xiàn)場休息一會兒，“天線順利展開、轉(zhuǎn)動指令正確”……每一個節(jié)點(diǎn)任務(wù)的順利完成，都會給在場的人打上一支“強(qiáng)心劑”，經(jīng)過一個多月的努力，試驗(yàn)星終于在9月30日成功發(fā)射。
類似的場面在整個北斗系統(tǒng)工程中無數(shù)次出現(xiàn)，不分晝夜地堅(jiān)守，永不放棄地攻堅(jiān)克難，屬于北斗人的精神有很多，其中工匠精神更是北斗工程的魂。
在第九顆北斗三號衛(wèi)星某關(guān)鍵單機(jī)測試中，總體主任設(shè)計(jì)師劉家興發(fā)現(xiàn)一個關(guān)鍵指標(biāo)“超標(biāo)了”?！安盍硕嗌倌兀俊钡玫降拇鸢甘恰靶∮谝患{秒”。換句話說，這個誤差小于十億分之一秒。但劉家興就是過不了心里的那道關(guān)，為了這個誤差，整個團(tuán)隊(duì)停下了前進(jìn)的腳步，用他們的話說就是“堅(jiān)決不能讓衛(wèi)星帶著隱患上天！”
2020年6月15日晚，舉世矚目的北斗三號最后一顆全球組網(wǎng)衛(wèi)星發(fā)射任務(wù)因運(yùn)載火箭發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品技術(shù)問題推遲發(fā)射，已經(jīng)加注的近400噸火箭常規(guī)推進(jìn)劑必須安全泄出。危急時刻，加注分隊(duì)連續(xù)3天反復(fù)研究推進(jìn)劑泄出技術(shù)難點(diǎn)，分析近500個閥門、1600米管道等設(shè)備設(shè)施狀態(tài)，組織8次泄出演練，把泄出方案細(xì)化到分鐘級，精確到每一個動作、每一句口令，力求將風(fēng)險(xiǎn)降到最低點(diǎn)。6月23日，伴隨著轟鳴巨響，重新加注燃料的長征三號乙運(yùn)載火箭，托舉著北斗三號最后一顆全球組網(wǎng)衛(wèi)星飛向太空，為北斗發(fā)射任務(wù)畫上一個圓滿句號：44次發(fā)射取得100%成功。
今年北斗收官發(fā)射又趕上新冠肺炎疫情防控，多支試驗(yàn)隊(duì)伍、數(shù)百名科技人員齊聚發(fā)射場，任務(wù)實(shí)施過程一波三折。大家既要打贏組網(wǎng)收官戰(zhàn)，又要打好疫情防控戰(zhàn)，兩條線都不能出問題。面對特殊嚴(yán)峻的形勢，參試各方心往一處想、勁往一處使，主動換位思考、共同堅(jiān)守?fù)?dān)當(dāng)?？傮w層面精心做“統(tǒng)法”，統(tǒng)籌資源、統(tǒng)籌力量、統(tǒng)籌工作；各試驗(yàn)隊(duì)一再做“減法”，把現(xiàn)場人員壓到最少、工作流程調(diào)到最簡、各類風(fēng)險(xiǎn)控到最??；發(fā)射場全力做“加法”，加強(qiáng)防控措施、加大保障力度、加緊解決困難，齊心協(xié)力、共渡難關(guān)，有效確保了發(fā)射任務(wù)和場區(qū)防疫“雙勝利”。
據(jù)統(tǒng)計(jì)，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)工程啟動以來，全國范圍內(nèi)共有400多家單位、30余萬名科技人員參與研制建設(shè)。陳芳允、孫家棟兩位“兩彈一星”元勛和幾十名兩院院士領(lǐng)銜出征。國內(nèi)衛(wèi)星導(dǎo)航與位置服務(wù)領(lǐng)域企事業(yè)單位數(shù)量在1.4萬家左右，從業(yè)人員數(shù)量超過50萬，形成珠三角、京津冀、長三角、鄂豫湘、川陜渝五大產(chǎn)業(yè)區(qū)。
“全球時代”已經(jīng)到來
隨著北斗三號全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)正式開通服務(wù)，從國內(nèi)到國外，從區(qū)域到全球，北斗服務(wù)將為更多國家和人民所共享
隨著北斗三號全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)正式開通服務(wù)，屬于北斗的“全球時代”已經(jīng)到來。從國內(nèi)到國外，從區(qū)域到全球，北斗服務(wù)將為更多國家和人民所共享。
目前世界上共有四大全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，分別是美國的GPS、俄羅斯的GlONASS、歐盟的Galileo和中國的北斗。北斗三號以具備世界先進(jìn)水平的性能進(jìn)入全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)大家庭，將為全世界用戶提供定位速度更快、用戶體驗(yàn)更好的導(dǎo)航定位服務(wù)。與其他3個全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)相比，北斗是唯一采用三種軌道搭配星座，北斗的地球靜止軌道和傾斜同步軌道可以使亞太地區(qū)幾乎永久保持至少12顆衛(wèi)星可見，大幅提高該區(qū)域定位精度。
2020年6月，北斗三號全球系統(tǒng)星座部署完成后，聯(lián)合國外空司專門發(fā)來視頻，祝賀北斗系統(tǒng)完成全球組網(wǎng)部署，肯定北斗系統(tǒng)正在推動全球經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展，贊賞北斗系統(tǒng)在和平利用外太空、參與聯(lián)合國空間活動國際合作方面作出的巨大貢獻(xiàn)。
近年來，中國政府致力于推動衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域國際合作。雙邊合作走深走實(shí)。中俄衛(wèi)星導(dǎo)航政府間合作協(xié)定正式生效，為中俄互建監(jiān)測站等合作提供組織與法律保障，北斗和GlONASS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)信號兼容；中美實(shí)現(xiàn)北斗和GPS系統(tǒng)信號兼容與互操作；中歐深化開展頻率協(xié)調(diào)。持續(xù)推動多系統(tǒng)兼容共用，讓全球用戶更好地享用多系統(tǒng)帶來的好處。
多邊合作成果顯著。在聯(lián)合國全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)委員會（ICG）等多邊平臺上積極發(fā)聲，并成功舉辦兩屆ICG大會。成功舉辦中阿北斗合作論壇、中國—中亞北斗合作論壇，拓展與“一帶一路”國家和國際組織的合作平臺，持續(xù)擴(kuò)大北斗“朋友圈”。
北斗應(yīng)用不斷落地海外。北斗系統(tǒng)作為目前唯一一個具備導(dǎo)航和短報(bào)文通信功能的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，這一優(yōu)勢早在2015年尼泊爾大地震中就得到了充分體現(xiàn)。據(jù)當(dāng)時參加救援的廈門藍(lán)天救援隊(duì)隊(duì)長陳素珍回憶，當(dāng)時各國救援隊(duì)間通信不暢成為救援的最大障礙。因?yàn)橹袊倍房梢园l(fā)短報(bào)文，尼泊爾的指揮部就把中國救援隊(duì)派到了受災(zāi)最偏遠(yuǎn)、最嚴(yán)重的地方。
中國北斗的貢獻(xiàn)還伴隨著“太空絲路”不斷延展。在我國周邊和“一帶一路”沿線國家，巴基斯坦的交通運(yùn)輸、港口管理，緬甸的土地規(guī)劃、河運(yùn)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，在不同國度的不同領(lǐng)域，都有中國北斗的身影。
近些年，隨著經(jīng)貿(mào)往來的增加，我國與周邊國家間跨境客貨運(yùn)車輛數(shù)不斷增長，也增加了相關(guān)管理部門對跨境客貨運(yùn)車輛的管理難度。北斗系統(tǒng)提供的導(dǎo)航定位服務(wù)，正是解決提升跨境運(yùn)輸車輛安全管理能力的關(guān)鍵所在。俄羅斯是率先與我國就利用衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)兩國跨境車輛管理的國家。目前，中俄已完成了跨境運(yùn)輸車輛監(jiān)管系統(tǒng)的開發(fā)工作，并在部分中方、俄方客貨運(yùn)車輛上安裝了北斗/GlONASS兼容終端，接入系統(tǒng)開展了試運(yùn)行活動。
在北斗三號系統(tǒng)提供全球服務(wù)一周年發(fā)布會上，中國衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)管理辦公室主任、北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)新聞發(fā)言人冉承其表示，只有加強(qiáng)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)間合作，才能共同推動時空信息、高新技術(shù)的發(fā)展。對于中國北斗來說，“自主、開放、兼容、漸進(jìn)”一直是發(fā)展主基調(diào)，我國始終秉持“中國的北斗，世界的北斗”的發(fā)展理念，積極推進(jìn)北斗系統(tǒng)國際合作。
北斗提供全球服務(wù)，是北斗建設(shè)的一大步，也是北斗發(fā)展的新起點(diǎn)。正如孫家棟院士所說，“全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)已成為經(jīng)濟(jì)社會不可或缺的空間信息基礎(chǔ)設(shè)施，它將惠及人類生活和經(jīng)濟(jì)發(fā)展。如今，北斗已成為全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中不可忽視的重要力量，成為我國對外交往的重要合作項(xiàng)目，顯著提升了我國的國際地位與影響力?！?/p>
生活因它更精彩
“融合發(fā)展、萬物互聯(lián)”，“北斗+”讓生活更便利、更精彩，北斗系統(tǒng)正走進(jìn)各行各業(yè)、千家萬戶，成為日常生活中不可缺少的必需品
北斗作為國家重大空間基礎(chǔ)設(shè)施，提供的是公共服務(wù)產(chǎn)品，就如同電、無線網(wǎng)絡(luò)一樣，必須通過終端服務(wù)來實(shí)現(xiàn)價(jià)值。因此，“融合發(fā)展、萬物互聯(lián)”一直是北斗應(yīng)用推廣的基本方針。通過萬物互聯(lián)，“北斗+”讓生活更便利、更精彩。
2008年5月12日，四川省汶川縣發(fā)生里氏8.0級特大地震，外界無法及時獲得震區(qū)情況，成為救援工作最大阻力。緊急情況下，中國衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用管理中心為救援部隊(duì)緊急配備了上千臺北斗用戶終端。5月12日22時左右，首批武警官兵到達(dá)地震重災(zāi)區(qū)，并使用北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)用戶終端機(jī)連夜陸續(xù)發(fā)回實(shí)時災(zāi)情數(shù)據(jù)，為地震重災(zāi)區(qū)發(fā)出了第一束生命急救電波。也正是那場災(zāi)難讓“北斗”這個名字從此家喻戶曉。
12年過去了，今天的北斗應(yīng)用已經(jīng)遠(yuǎn)超當(dāng)年的想象。2020年4月30日，我國“2020珠峰高程測量”正式啟動。在首次精確測定并公布珠峰高程45年后，中國人再次為世界第一高峰測量“身高”。不同以往的是，此次測量，中國北斗導(dǎo)航系統(tǒng)為科考人員提供了主要數(shù)據(jù)。
在新冠肺炎疫情阻擊戰(zhàn)中，北斗的貢獻(xiàn)同樣有目共睹。北京、湖北的北斗植保無人機(jī)被廣泛用于區(qū)域內(nèi)消毒防疫，一架無人機(jī)單次噴灑面積可覆蓋5000平方米，并且能深入防疫車無法抵達(dá)的死角。在全國各地，數(shù)十萬臺北斗終端進(jìn)入物流行業(yè)，通過北斗精準(zhǔn)定位，位置信息一目了然，一些物流企業(yè)還通過機(jī)器人向部分隔離小區(qū)提供物資運(yùn)輸配送。北斗與互聯(lián)網(wǎng)、移動通信網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等結(jié)合形成的“北斗+”信息產(chǎn)品，可以對感染者的行動軌跡進(jìn)行精確定位并向社會公開發(fā)布，為大城市特別是基層社區(qū)做好防控提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)支撐。
武漢火神山、雷神山醫(yī)院建設(shè)十萬火急、分秒必爭。“萬丈高樓平地起”，高精度定點(diǎn)定位是基準(zhǔn)，快速精確測量是基礎(chǔ)。大年三十晚上，工作人員聞令而動，奔赴火神山醫(yī)院工地，北斗高精度定位設(shè)備火速馳援，確保工地大部分放線測量一次完成，為醫(yī)院迅速施工爭取了寶貴時間。
發(fā)展到今天，北斗系統(tǒng)已應(yīng)用到各行各業(yè)，走進(jìn)千家萬戶，如同水和電一樣，成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢扇鄙俚谋匦杵?，無處不在、觸手可及。
新建成的北京大興國際機(jī)場，依托北斗高精度融合定位解決方案，成為全國首個實(shí)現(xiàn)行李裝卸車輛在室內(nèi)的亞米級定位的大型機(jī)場。在機(jī)場中實(shí)現(xiàn)高精度室內(nèi)定位的價(jià)值還有很多，對于機(jī)場管理方來說，室內(nèi)定位將會是物聯(lián)網(wǎng)的核心基礎(chǔ)設(shè)施，未來對機(jī)場內(nèi)人員和物品的監(jiān)管調(diào)度、軌跡追溯、大數(shù)據(jù)分析都要依靠室內(nèi)定位進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。而對于旅客來說，高精度的室內(nèi)定位則有機(jī)會提供給他們更為便捷的導(dǎo)航或提醒服務(wù)。
民以食為天，食以安為先。利用北斗定位和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，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。如今，越來越多的菜農(nóng)加入“北斗菜”網(wǎng)絡(luò)平臺，為自己的綠色蔬菜“正名”。一些地方的水果種植、畜牧養(yǎng)殖，甚至是中藥生產(chǎn)，都開始利用北斗終端進(jìn)行溯源管理、全過程監(jiān)控，百姓關(guān)注的食品藥品安全問題有望從技術(shù)上得以解決。
過去人在旅途，常常身在囧途。如今，加入或使用了北斗的電子地圖、約車軟件，共享單車、位置分享，你能更任性地說走就走。大型客車、學(xué)生校車、危險(xiǎn)品運(yùn)輸車等強(qiáng)制安裝北斗終端，超時超速和不按規(guī)定路線行駛得到及時警示提醒，交通違章率和事故傷亡率各下降50%。設(shè)置北斗電子圍欄，共享單車的無序停放得到有效治理。
據(jù)中國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)白皮書顯示，北斗系統(tǒng)自提供服務(wù)以來，已在交通運(yùn)輸、農(nóng)林漁業(yè)、水文監(jiān)測、氣象測報(bào)、通信授時、電力調(diào)度、救災(zāi)減災(zāi)、公共安全等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，服務(wù)國家重要基礎(chǔ)設(shè)施，產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
回望當(dāng)初，當(dāng)很多國家不惜斥巨資發(fā)展全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)時，我國“兩彈一星”元勛楊嘉墀院士就鮮明地指出，中國民用衛(wèi)星導(dǎo)航市場廣闊，潛在經(jīng)濟(jì)效益巨大，是今后可持續(xù)發(fā)展的重要因素。
2018年，我國衛(wèi)星導(dǎo)航與位置服務(wù)產(chǎn)業(yè)總體產(chǎn)值就達(dá)到3016億元，其中北斗對產(chǎn)業(yè)核心價(jià)值貢獻(xiàn)率達(dá)到80%，由衛(wèi)星導(dǎo)航衍生帶動形成的關(guān)聯(lián)產(chǎn)值達(dá)到1947億元。2019年我國衛(wèi)星導(dǎo)航與位置服務(wù)產(chǎn)業(yè)總體產(chǎn)值達(dá)3450億元，較2018年增長14.4%。衛(wèi)星導(dǎo)航服務(wù)這個巨大的市場仍在高速增長，北斗完成全球組網(wǎng)后，將迎來深化應(yīng)用及黃金發(fā)展的新時代。
賦能未來
北斗與互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等新技術(shù)的融合發(fā)展，正在構(gòu)建以北斗時空信息為主要內(nèi)容的新興產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈
隨著我國成功發(fā)射北斗三號最后一顆全球組網(wǎng)衛(wèi)星，一款“北斗，北斗，收到請回答”的小應(yīng)用也跟著刷爆微信朋友圈。由央視新聞與千尋位置聯(lián)合發(fā)布的這個小應(yīng)用，通過“時空智能衛(wèi)星實(shí)時數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)”，不僅告知了人們頭頂北斗衛(wèi)星數(shù)量，還能看到每顆衛(wèi)星的實(shí)時運(yùn)行軌跡，甚至每個衛(wèi)星實(shí)時的經(jīng)緯度、高度、三維速率等信息。
直到今天不少人還有一種誤解，好像GPS就是衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的代名詞。實(shí)際上，今天的衛(wèi)星導(dǎo)航已經(jīng)是多系統(tǒng)兼容共用，包括GPS、GlONASS、Galileo，當(dāng)然更包括中國的北斗。而一個手機(jī)終端有沒有用到北斗系統(tǒng)，則取決于芯片是否支持北斗系統(tǒng)。
近年來，隨著北斗應(yīng)用產(chǎn)業(yè)發(fā)展，國內(nèi)外主流芯片廠商紛紛推出兼容北斗系統(tǒng)的通導(dǎo)一體化芯片。據(jù)統(tǒng)計(jì)，截至2019年第三季度，在中國市場申請入網(wǎng)的手機(jī)有151款具有定位功能，其中支持北斗定位的有110款。國內(nèi)北斗企業(yè)利用北斗地基增強(qiáng)站，提供厘米級定位、毫米級感知、納米級授時的精準(zhǔn)時空服務(wù)，提供的加速定位服務(wù)覆蓋220個國家和地區(qū)，全球用戶規(guī)模超過3.9億。千尋位置市場總監(jiān)俞潔瑾表示，在北斗三號全球組網(wǎng)最后一顆衛(wèi)星發(fā)射成功之際，推出這款小應(yīng)用，就是希望大家更好地感知到，北斗就在我們身邊。
千尋位置之所以能夠讓人隨時隨地的“呼叫北斗”，是通過地基增強(qiáng)系統(tǒng)，星基增強(qiáng)系統(tǒng)星地一體融合能力及全球站網(wǎng)系統(tǒng)，構(gòu)建了一個實(shí)時無縫的“星地一體”高精度時空網(wǎng)絡(luò)，讓終端用戶通過互聯(lián)網(wǎng)就可以隨時隨地獲取這項(xiàng)服務(wù)，相當(dāng)于提供了一個“增強(qiáng)版”北斗。
2020年6月23日，千尋位置網(wǎng)絡(luò)有限公司對外宣布，我國自主研發(fā)的北斗加速輔助定位服務(wù)用戶數(shù)已經(jīng)突破5億，覆蓋國內(nèi)大部分安卓手機(jī)，這項(xiàng)服務(wù)將耗時30秒以上的初始定位時間縮短至3秒，極大增強(qiáng)用戶的定位體驗(yàn)。
伴隨著北斗完成全球組網(wǎng)的步伐，北斗加速定位服務(wù)的普及，對于北斗規(guī)?；瘧?yīng)用具有重要意義。北斗與互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等新技術(shù)的融合發(fā)展，正在構(gòu)建以北斗時空信息為主要內(nèi)容的新興產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈，并正在成為北斗產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的新引擎和助推器，推動著生產(chǎn)生活方式變革和商業(yè)模式的不斷創(chuàng)新，催生了精細(xì)農(nóng)業(yè)、精準(zhǔn)物流、自動駕駛、智能交通、智慧城市等經(jīng)濟(jì)發(fā)展新模式和產(chǎn)業(yè)發(fā)展新業(yè)態(tài)。
北斗系統(tǒng)的全域覆蓋、全時聯(lián)通，將推動萬物互聯(lián)時代的加速到來?！氨倍?物流”，包裝可以根據(jù)商品體積重量自動選擇包裝箱，發(fā)貨可以根據(jù)地址自動分揀配送，買家可以隨時知道所購物品的行蹤軌跡；“北斗+支付”，能夠?qū)?秒鐘內(nèi)成百上千的股票、車票購買申請進(jìn)行精確排隊(duì)，按序辦理；通過精確掌握車輛位置變化和時間長短，從云端快速準(zhǔn)確完成高速公路行駛繳費(fèi)、公共場所停車收費(fèi)、車輛自動充電計(jì)價(jià)等。
千尋位置CEO陳金培指出，億級的使用頻率僅僅是一個開始，隨著物聯(lián)網(wǎng)時代的到來，時空服務(wù)的使用者將會是數(shù)以百億計(jì)的“機(jī)器人”，它們對時空服務(wù)的需求更高、依賴性更強(qiáng)，使用頻率將是幾何級數(shù)的增長。
冉承其指出，隨著信息技術(shù)的發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)、移動通信、衛(wèi)星導(dǎo)航這三大支柱產(chǎn)業(yè)正在實(shí)現(xiàn)緊密融合、跨界融合。政府部門也在順應(yīng)信息技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展變化的趨勢，積極推動北斗與大數(shù)據(jù)、云計(jì)算與互聯(lián)網(wǎng)、移動通信的融合發(fā)展。
中國衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)管理辦公室副主任陳谷倉表示，北斗系統(tǒng)若想做好服務(wù)，需要在技術(shù)創(chuàng)新、管理創(chuàng)新等方面進(jìn)一步努力，推動引領(lǐng)應(yīng)用發(fā)展。
結(jié) 語
從北斗一號工程立項(xiàng)開始，二十六載風(fēng)雨兼程，為了實(shí)現(xiàn)共同的夢想，幾代北斗人接續(xù)奮斗、數(shù)十萬建設(shè)者聚力托舉，在強(qiáng)國復(fù)興的偉大征程中，一次又一次刷新“中國速度”、展現(xiàn)“中國精度”、彰顯“中國氣度”。
雄關(guān)漫道真如鐵，而今邁步從頭越。回望來路，北斗人強(qiáng)國初心永不改；展望未來，北斗星光耀全球正當(dāng)時。（本文圖片全部由航天科技集團(tuán)五院和西昌衛(wèi)星發(fā)射中心提供 經(jīng)濟(jì)日報(bào)·中國經(jīng)濟(jì)網(wǎng) 記者姜天驕）
