奮進新征程 建功新時代︱北斗：世界一流的衛(wèi)星導航系統(tǒng)

          5月18日，中國衛(wèi)星導航定位協(xié)會發(fā)布《2022中國衛(wèi)星導航與位置服務(wù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書》。數(shù)據(jù)表明，隨著北斗三號全球系統(tǒng)開通服務(wù)，進一步刺激和拉動了各行業(yè)對北斗衛(wèi)星導航技術(shù)應(yīng)用的需求和投入，2021年我國衛(wèi)星導航與位置服務(wù)產(chǎn)業(yè)總體產(chǎn)值達到4690億元人民幣，繼續(xù)保持穩(wěn)定高速增長態(tài)勢。

          2020年7月31日，習近平總書記宣布：“北斗三號全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)正式開通！”我國獨立自主研發(fā)的全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)，成為第一個面向全球提供公共服務(wù)的重大空間基礎(chǔ)設(shè)施。20余載風雨兼程，從奮起追趕到并跑超越，中國北斗再次閃耀太空，邁入服務(wù)全球、造福人類的新時代。

中國北斗/ BeiDou Navigation Satellite System

必須有自己的衛(wèi)星導航系統(tǒng)

          對國家來說，導航系統(tǒng)就像是眼睛。掌握了時間和空間，就控制了一個國家最重要的基礎(chǔ)信息。早在20世紀70年代，“兩彈一星”的先驅(qū)們就認識到研發(fā)衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)的重要性，但當時國力尚不強盛，資金和技術(shù)上都有困難?！敖?自己的衛(wèi)星導航系統(tǒng)，就意味著擁有獨立的時間、 空間基準，不再受制于人，這些對于保障國家安全、 促進經(jīng)濟發(fā)展、提升科技實力和國家影響力都具有重要的戰(zhàn)略意義?！敝袊l(wèi)星導航定位協(xié)會會長于賢成說。

          1994年，面對復雜多變的國際局勢，我國決定研發(fā)獨立自主的北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)，而當時美國GPS、俄羅斯格洛納斯已經(jīng)紛紛完成全球組網(wǎng)。怎么實現(xiàn)從無到有？如何追趕發(fā)達國家衛(wèi)星導航布局的腳步？研發(fā)團隊面臨著巨大壓力?！氨倍废到y(tǒng)建設(shè)之初，差點兒因經(jīng)費問題無法啟動，”于賢成介紹，“當時包括北斗系統(tǒng)在內(nèi)，共有三個衛(wèi)星項目要立項，但是另外兩個衛(wèi)星項目已經(jīng)獲批了，為了保住北斗一號，經(jīng)過反復協(xié)商，最終決定將另外兩顆備份星資金用于北斗一號建設(shè)。”

          要為別人指路，首先自己要走出一條路。為了滿足急需，把每個銅板都用在刀刃上，北斗系統(tǒng)首任工程總設(shè)計師孫家棟院士提出了符合國情的“三步走”發(fā)展戰(zhàn)略，即先建試驗系統(tǒng)、再建區(qū)域系統(tǒng)，最后建成全球系統(tǒng)。就這樣，北斗人不斷挑戰(zhàn)世界尖端技術(shù)，2000年完成北斗一號建設(shè)，解決了從無到有的問題；2012年北斗二號建成區(qū)域系統(tǒng)，覆蓋中國和亞太區(qū)域；2020年6月，北斗圓滿完成星座部署，一個多月后正式開通。我們實現(xiàn)了從中國的北斗到世界的北斗的跨越，探索出一條從無到有、從有到優(yōu)、從有源到無源、從區(qū)域到全球的中國特色發(fā)展道路。

北斗導航衛(wèi)星全球組網(wǎng)（示意圖） 

大國重器唯有自力更生

          關(guān)鍵核心技術(shù)是花錢買不來的。北斗系統(tǒng)從正式啟動到最后一顆全球組網(wǎng)衛(wèi)星成功發(fā)射，每個過程都驚心動魄，每次攻關(guān)都舉步維艱。

          星載原子鐘是導航衛(wèi)星的心臟，直接決定導航系統(tǒng)的服務(wù)精度、服務(wù)穩(wěn)定性，是北斗研發(fā)所需的核心器部件?！耙驗閲鴥?nèi)部件尚未成熟，所以我們當時決定從歐洲進口，但簽訂合同后對方提出，必須取得對華銷售許可證，至于能否取得、何時獲得許可證，對方不作任何承諾。實際上就是禁運了，不賣給我們了?！?于賢成說。

          買不到，就自己造。北斗工程組織隊伍，你追我趕，經(jīng)過兩年艱苦攻關(guān)，我國終于研發(fā)出了自己的星載原子鐘，填補了國內(nèi)空白，指標甚至優(yōu)于國外。現(xiàn)在用于北斗三號全球系統(tǒng)衛(wèi)星上的原子鐘，已提升到每3000萬年才會出現(xiàn)1秒誤差的精度。

          從北斗一號到北斗三號，“自主創(chuàng)新、自主可控”是北斗工程的核心價值。其他衛(wèi)星不敢上，北斗就第一個“吃螃蟹”，硬著頭皮也要上。從北斗一號的太陽帆板做起，北斗系統(tǒng)先后攻克160余項關(guān)鍵核心技術(shù)，核心器部件百分之百國產(chǎn)化，核心技術(shù)完全自主可控。于賢成告訴記者，我國首創(chuàng)的全星座星間鏈路已經(jīng)實現(xiàn)了星星互聯(lián)、星地互聯(lián)，一星通、星星通。換句話說，現(xiàn)在我們可以只依靠國內(nèi)的地面站就實現(xiàn)對所有衛(wèi)星的管理，即使看不見地球另一面的衛(wèi)星，通過星間鏈路也同樣能和它們?nèi)〉寐?lián)系。

從1994年到2020年，中國北斗已從雙星試驗系統(tǒng)發(fā)展成為全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)

          北斗系統(tǒng)用20多年時間走過國外衛(wèi)星導航40年的發(fā)展路程，靠的是什么？一是團結(jié)協(xié)作，二是攻堅克難。即便是在最艱難的時候，北斗人也從未被眼前的困難嚇倒。于賢成說：“‘自主創(chuàng)新’是北斗工程的核心價值，‘開放融合’是北斗工程的世界胸襟，‘萬眾一心’是北斗工程的重要法寶，‘追求卓越’是北斗人的精神追求。新時代北斗精神是幾代北斗人頑強拼搏、奮斗追夢的真實寫照，也激勵著北斗人繼續(xù)追求卓越。GPS 能做的事情，我們的國產(chǎn)系統(tǒng)也完全能不受制于人地做到。”

讓北斗更好惠及國內(nèi)服務(wù)全球

          天上好用，地上用好。北斗系統(tǒng)具備的導航定位授時和通信數(shù)傳等強大功能，可向全球用戶提供定位導航授時、全球短報文通信、區(qū)域短報文通信、國際搜救、星基增強、地基增強、精密單點定位等服務(wù)，廣泛應(yīng)用于海內(nèi)外各行各業(yè)。

          基于定位系統(tǒng)，高鐵列車在區(qū)間內(nèi)可以自動化運行。在泰國，北斗系統(tǒng)為快遞人員提供路線追蹤、定位和導航服務(wù)。納米級授時服務(wù)可確保智能電網(wǎng)、超高壓電力傳輸系統(tǒng)與接受系統(tǒng)精確同步?？仆鼗诰軉吸c定位，應(yīng)用高精度接收機，在建造摩天大樓施工過程中實現(xiàn)垂直方向毫米級測量誤差。

          值得一提的是，北斗系統(tǒng)獨創(chuàng)的“短報文”技術(shù)，不僅讓北斗系統(tǒng)用戶知道“我在哪”，還能告訴別人“我在哪”“在干什么”，即使在海洋、沙漠或是通信基站遭到破壞的地方，也能與外界緊急通信。2008 年汶川大地震就是靠這一技術(shù)大幅提升救援效率。目前，全球半數(shù)以上國家都在使用北斗系統(tǒng)。北斗系統(tǒng)與美國、俄羅斯、歐洲衛(wèi)星導航系統(tǒng)在用戶端功能上的兼容與互操作也進一步深化。新冠肺炎疫情發(fā)生以來，北斗系統(tǒng)通過線上推進了多項國際合作。

北斗應(yīng)用于高鐵

          根據(jù)《白皮書》最新數(shù)據(jù)，2021年，我國衛(wèi)星導航與位置服務(wù)產(chǎn)業(yè)總體產(chǎn)值達到4690億元人民幣，較2020年增長16.29％。北斗正在成為智能手機、可穿戴設(shè)備等大眾消費產(chǎn)品定位功能標準配置。2021年，具有衛(wèi)星導航定位功能的智能手機出貨量達到3.43億臺，北斗地基增強功能可實現(xiàn)1米級高精度定位，已經(jīng)在我國多個城市開展車道級導航試點應(yīng)用。同時，具備北斗三號短報文通信能力的大眾手機也即將面市。

          國際主流芯片廠商的產(chǎn)品也廣泛支持北斗。截至2021年底，國產(chǎn)北斗兼容型芯片及模塊銷量已超過2億片，季度出貨量突破1000萬片，具有北斗定位功能的終端產(chǎn)品社會總保有量已超過12億臺/套(含智能手機)。

          數(shù)據(jù)顯示，我國衛(wèi)星導航與位置服務(wù)領(lǐng)域企事業(yè)單位總數(shù)量保持在14000家左右，從業(yè)人員數(shù)量超過50萬。截至2021年底，業(yè)內(nèi)相關(guān)上市公司(含新三板)總數(shù)為90家，上市公司涉及衛(wèi)星導航與位置服務(wù)的相關(guān)產(chǎn)值約占全國總體產(chǎn)值的8.7％左右。

          同時，我國衛(wèi)星導航與位置服務(wù)領(lǐng)域自主創(chuàng)新能力持續(xù)提升。2021年，中國衛(wèi)星導航專利申請累計總量突破9.8萬件，繼續(xù)保持全球領(lǐng)先。隨著“北斗+”和“+北斗”的深化發(fā)展，北斗應(yīng)用市場進一步擴大，尤其是在新基建和數(shù)字經(jīng)濟政策有力拉動下，行業(yè)和區(qū)域的各種新應(yīng)用、新業(yè)務(wù)、新模式呈現(xiàn)出蓬勃發(fā)展的良好局面?！笆奈濉睍r期，我國將進一步推動北斗應(yīng)用深度融入國民經(jīng)濟發(fā)展全局。

          于賢成建議，“十四五”時期，在衛(wèi)星導航相關(guān)方面要全面推動北斗優(yōu)先使用，建立完善的產(chǎn)業(yè)監(jiān)測統(tǒng)計體系和評估評價體系。“在‘十四五’期間研發(fā)生產(chǎn)一批‘北斗優(yōu)先’的終端裝備，建設(shè)運行一批北斗應(yīng)用系統(tǒng)，提供一系列時空信息服務(wù)，形成一批具有國際競爭力的骨干企業(yè)，服務(wù)國內(nèi)和國際的海量用戶，使北斗應(yīng)用生態(tài)更加完善，使北斗應(yīng)用產(chǎn)業(yè)化邁上新臺階，更好惠及國內(nèi)，服務(wù)全球。”

          來源：中國衛(wèi)星導航定位協(xié)會