11月5日19時(shí)45分,我國(guó)在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長(zhǎng)征三號(hào)乙運(yùn)載火箭,成功發(fā)射兩顆北斗三號(hào)全球組網(wǎng)衛(wèi)星。楊志遠(yuǎn)攝(人民視覺)
11月5日19時(shí)45分,我國(guó)在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長(zhǎng)征三號(hào)乙運(yùn)載火箭,以“一箭雙星”方式成功發(fā)射第二十四、二十五顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星。這兩顆衛(wèi)星屬于中圓地球軌道衛(wèi)星,是我國(guó)北斗三號(hào)第一、二顆組網(wǎng)衛(wèi)星,開啟了北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)全球組網(wǎng)的新時(shí)代。
衛(wèi)星入軌后,經(jīng)測(cè)試及入網(wǎng)驗(yàn)證,可對(duì)外提供服務(wù)。此次北斗三號(hào)全球組網(wǎng)衛(wèi)星首次發(fā)射,將穩(wěn)步推動(dòng)北斗三號(hào)系統(tǒng)建設(shè),加快北斗系統(tǒng)盡早服務(wù)全球,造福全人類。北斗三號(hào)衛(wèi)星將增加性能更優(yōu)的互操作信號(hào),在進(jìn)一步提高基本導(dǎo)航服務(wù)能力基礎(chǔ)上,按照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)提供星基增強(qiáng)服務(wù)及搜索救援服務(wù)。同時(shí),還將采用更高性能的銣原子鐘和氫原子鐘。北斗三號(hào)在北斗二號(hào)性能的基礎(chǔ)上,將進(jìn)一步提升1至2倍的定位精度,達(dá)到2.5米—5米的水平。
據(jù)介紹,2009年北斗三號(hào)工程正式啟動(dòng)建設(shè)。在各大系統(tǒng)和眾多參研參試單位共同努力下,我國(guó)全面突破系統(tǒng)核心關(guān)鍵技術(shù),完成地面驗(yàn)證,衛(wèi)星狀態(tài)基本固化。從此次任務(wù)起,我國(guó)迎來新一輪北斗組網(wǎng)衛(wèi)星高密度發(fā)射,到2018年底前后,將發(fā)射18顆北斗三號(hào)組網(wǎng)衛(wèi)星,覆蓋“一帶一路”沿線國(guó)家;到2020年左右,完成30多顆組網(wǎng)衛(wèi)星發(fā)射,實(shí)現(xiàn)全球服務(wù)能力。
沙場(chǎng),三軍列陣。剛下演兵場(chǎng)的戰(zhàn)旗、戰(zhàn)士、戰(zhàn)鷹、戰(zhàn)車,接受最高統(tǒng)帥檢閱,米秒不差;
南海,驚濤駭浪。世代漂泊在這里求媽祖、討生活的漁民,如今無論到哪塊海域、哪個(gè)島礁,都在祖國(guó)俯瞰之中;
汶川,山崩地裂。震中20多個(gè)小時(shí)音訊全無,突破死亡線趕到的部隊(duì),第一時(shí)間發(fā)出100余字短報(bào)文,字字千金……
這些,都緣自翱翔星空的中國(guó)“北斗”。
11月5日,北斗三號(hào)全球組網(wǎng)衛(wèi)星“一箭雙星”成功發(fā)射,開啟了北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)全球組網(wǎng)的新時(shí)代。
北斗,已成為當(dāng)代中國(guó)一張耀眼的“國(guó)家名片”。
大國(guó)重器,惟有自力更生
將我國(guó)自主建造的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)命名為“北斗”,飽含著近代以來中國(guó)歷經(jīng)劫難的清醒、走向復(fù)興的企盼:中國(guó)命運(yùn)必須自己掌控,大國(guó)重器必須自己打造。
上世紀(jì)90年代,在海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中,裝載GPS的精確打擊武器首次大規(guī)模使用,作戰(zhàn)效能令全球震驚,顯示出衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)對(duì)一個(gè)國(guó)家的重要意義。
1994年,在國(guó)家經(jīng)濟(jì)實(shí)力、技術(shù)基礎(chǔ)仍非常薄弱的情況下,黨中央、國(guó)務(wù)院和中央軍委毅然決定啟動(dòng)北斗一號(hào)工程,進(jìn)行衛(wèi)星導(dǎo)航試驗(yàn)探索。彼時(shí),美國(guó)GPS、俄羅斯格洛納斯各發(fā)射了20多顆衛(wèi)星,已完成了全球組網(wǎng)。
放眼星空,最適合衛(wèi)星導(dǎo)航的黃金頻段已被美俄全部占用。我國(guó)與同時(shí)希望建設(shè)自己衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的歐盟,推動(dòng)國(guó)際電聯(lián)從航空導(dǎo)航頻段中,最大限度地?cái)D出一小段頻率,提供衛(wèi)星導(dǎo)航共同使用。這一小段頻率,是建設(shè)一個(gè)全球?qū)Ш较到y(tǒng)最基本的頻率需求,各國(guó)均可平等申請(qǐng)。2000年4月17日,北斗和伽利略系統(tǒng)同時(shí)成功申報(bào)。按照國(guó)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。
擺在北斗人面前的只有兩條路,一是尋求合作,共用資源;二是獨(dú)立發(fā)展,搶占主動(dòng)。
北斗人一方面立足獨(dú)立自主建設(shè),一方面積極尋求國(guó)際合作。但對(duì)中國(guó)這樣的大國(guó),在關(guān)系國(guó)家重大競(jìng)爭(zhēng)力的合作中,自身沒有過硬實(shí)力和核心技術(shù),往往難有對(duì)等交流。與歐盟的多輪頻譜合作談判進(jìn)展緩慢。
2005年,歐盟發(fā)射了首顆伽利略導(dǎo)航衛(wèi)星。此時(shí),距北斗申請(qǐng)使用的頻段有效期只剩不到3年時(shí)間,如果不能在此期限內(nèi)成功發(fā)射一顆導(dǎo)航衛(wèi)星,頻段就只能花落別家。但首顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星還在研制中。
集中力量辦大事的制度優(yōu)勢(shì)再次凸顯。在全社會(huì)相關(guān)行業(yè)、領(lǐng)域、單位、人員的通力協(xié)作下,北斗人背水一戰(zhàn),倒排工期,硬是將原定2007年底發(fā)射的首顆衛(wèi)星,調(diào)整到2007年2月底,提前完成全部研制工作。
2007年4月初,首顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星終于如期矗立在發(fā)射塔架上。同年4月14日4時(shí)11分,這顆肩負(fù)著重要使命的衛(wèi)星,從西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空,成功進(jìn)入預(yù)定軌道。兩天后的16日20時(shí)許,北京終于清晰接收到來自這顆衛(wèi)星的信號(hào)。
這一刻,距離國(guó)際電聯(lián)規(guī)定的頻率申請(qǐng)失效最后期限不到4個(gè)小時(shí)。
中國(guó)北斗一飛沖天,趕上了建設(shè)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的最后一班車。
后發(fā)趕超,闖出一條新路
闖出一條新路,是中國(guó)人的自信。建設(shè)中國(guó)北斗,在這個(gè)發(fā)展中國(guó)家,在受到技術(shù)嚴(yán)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(wù),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(duì)地球上一個(gè)目標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行定位,至少需要3顆衛(wèi)星;考慮到時(shí)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(yàn),以我國(guó)當(dāng)時(shí)的綜合國(guó)力,可望而不可即。
陳芳允院士,“兩彈元?jiǎng)?rdquo;“863計(jì)劃”倡導(dǎo)者之一,創(chuàng)造性提出了“雙星定位”建設(shè)方案。這一方案用當(dāng)時(shí)中國(guó)最成熟的航天技術(shù),以最小的星座、最少的投入、最短的周期,實(shí)現(xiàn)了衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)的自主可控。
繪路——按照別人的圖紙搞建設(shè),無異于削足適履。中國(guó)北斗,需求牽引、創(chuàng)新驅(qū)動(dòng),哪里急需、哪里先建,邊建邊用、逐步延伸……
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(shí)間。但維護(hù)我國(guó)國(guó)家主權(quán)、安全、發(fā)展利益刻不容緩,經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展現(xiàn)實(shí)需求迫切,拖不起、等不得。
孫家棟院士,“兩彈元?jiǎng)?rdquo;、東方紅一號(hào)衛(wèi)星總設(shè)計(jì)師、北斗工程首任總設(shè)計(jì)師,帶領(lǐng)北斗人創(chuàng)造性提出了“分步走”戰(zhàn)略,先試驗(yàn)后建設(shè),先國(guó)內(nèi)后周邊,先區(qū)域后全球。
地球自轉(zhuǎn)“日行八萬里”,導(dǎo)航衛(wèi)星繞飛不間斷,要為地面一個(gè)特定區(qū)域提供連續(xù)穩(wěn)定的導(dǎo)航服務(wù),按照GPS和格洛納斯采取的單一軌道星座構(gòu)型,在全球組網(wǎng)完成之前無法實(shí)現(xiàn)。
北斗人再次開創(chuàng)性地設(shè)計(jì)了混合星座構(gòu)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(gòu)成的北斗二號(hào)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了全天時(shí)全天候?yàn)閬喬蟛糠值貐^(qū)提供定位導(dǎo)航授時(shí)服務(wù)。
到2020年左右,我國(guó)全面建成小康社會(huì)之際,全部30多顆北斗三號(hào)衛(wèi)星將光耀全球。
筑路——人類對(duì)時(shí)空的精準(zhǔn)需求永無止息,建設(shè)滿足國(guó)家和人民需求的導(dǎo)航系統(tǒng),標(biāo)準(zhǔn)高、難題多、基礎(chǔ)弱,遍地荊棘中,北斗人勇攀巔峰。
時(shí)間精度是衛(wèi)星導(dǎo)航的命門,導(dǎo)航系統(tǒng)普遍運(yùn)用原子鐘維持時(shí)間精度。過去,只有少數(shù)國(guó)家能制造高精度原子鐘。核心技術(shù)終究得靠自己,有骨氣的北斗人不到兩年時(shí)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(guó)壟斷。
定位精度是導(dǎo)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(jí)。要進(jìn)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(guó)家氣象、交通、國(guó)土資源等行業(yè)已建有大量GPS基準(zhǔn)站,通過技術(shù)升級(jí)改造,即可變?yōu)楸倍坊,進(jìn)一步新建和調(diào)整優(yōu)化布局,即可建成國(guó)土范圍內(nèi)無縫隙覆蓋的北斗地基增強(qiáng)網(wǎng)。2017年,1400多個(gè)北斗基站遍布全國(guó),上萬臺(tái)套設(shè)備組成星地“一張網(wǎng)”,國(guó)內(nèi)定位精度全部達(dá)到亞米級(jí),部分地區(qū)達(dá)到分米級(jí),最高精度甚至可到厘米或毫米級(jí)。
2016年,北斗二號(hào)衛(wèi)星工程以4個(gè)國(guó)際首創(chuàng)、10大技術(shù)創(chuàng)新、128項(xiàng)發(fā)明專利和其他72項(xiàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán),獲得國(guó)家科技進(jìn)步特等獎(jiǎng)。大器晚成的中國(guó)北斗,成功登上了我國(guó)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(guó)北斗秉持和踐行“世界北斗”的發(fā)展理念,努力服務(wù)全球、造福人類。
服務(wù)全球,必須覆蓋全球。在難以全球布設(shè)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(shí)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(hào)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(yàn)衛(wèi)星首次建立起星間鏈路,標(biāo)志著我國(guó)掌握了這一國(guó)際領(lǐng)先的核心技術(shù)。
服務(wù)全球,必須融入全球。3年前,北斗與GPS在達(dá)成頻率兼容共識(shí)基礎(chǔ)上,正式建立合作機(jī)制,共同推動(dòng)民用衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)發(fā)展。兩年前,北斗與伽利略完成衛(wèi)星導(dǎo)航頻率協(xié)調(diào)工作。不久前,北斗與格洛納斯成功進(jìn)行兩大系統(tǒng)的兼容試驗(yàn),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(wù)全球,必須用于全球。北斗二號(hào)建成后,在向國(guó)內(nèi)提供系統(tǒng)服務(wù)的同時(shí),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(cè)速精度優(yōu)于0.2米/秒、授時(shí)精度優(yōu)于50納秒的免費(fèi)服務(wù)。
在我國(guó)周邊和“一帶一路”沿線,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……北斗正在提供心貼心定制服務(wù);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(guó)家制定推進(jìn)措施,在泰國(guó)建成小型北斗地基增強(qiáng)系統(tǒng)示范網(wǎng)……北斗彰顯的中國(guó)胸懷和中國(guó)貢獻(xiàn)伴隨“太空絲路”不斷延展。
利國(guó)惠民,發(fā)展永無止境
北斗的建成,舉全國(guó)之力;北斗的發(fā)展,集民眾之智;北斗的應(yīng)用,惠民生所需。
國(guó)之重器,其利于國(guó)。
導(dǎo)彈呼嘯、戰(zhàn)機(jī)轟鳴、軍艦破浪、將士列陣,北斗如影隨形,戰(zhàn)場(chǎng)的主動(dòng)權(quán)、戰(zhàn)斗力的增長(zhǎng)極牢牢掌控在自己手中。
5萬余艘漁船、400多萬輛營(yíng)運(yùn)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),交通更加安全可控。
地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)的云貴川陜等地,大橋、隧道、邊坡以及城市的燈塔、高樓、老舊房屋,北斗實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、預(yù)判危險(xiǎn)、及時(shí)報(bào)警,人民生命財(cái)產(chǎn)安全更有保障。
耕地遼闊的新疆、黑龍江等地,農(nóng)業(yè)機(jī)械安裝北斗終端,拖拉機(jī)自動(dòng)沿線耕作,無人機(jī)自動(dòng)定量噴灑農(nóng)藥,土地使用率提高5%,復(fù)播準(zhǔn)確率提高到100%,農(nóng)藥節(jié)省40%,勞動(dòng)生產(chǎn)效益大幅提升。
2015年“4·25”尼泊爾地震,北斗“穿越”可可西里、“翻越”唐古拉山,指引救援隊(duì)伍千里馳援。今年8月8日四川九寨溝地震,北斗短報(bào)文第一時(shí)間將災(zāi)區(qū)情況送達(dá)應(yīng)急指揮中心。8月下旬,超級(jí)臺(tái)風(fēng)“天鴿”突襲廣東,347艘漁船在北斗引導(dǎo)下安全回港……“北斗呼叫,天降神兵!”面對(duì)一起起突發(fā)重大災(zāi)害,北斗開啟一扇扇“生命之門”。
利民之事,絲發(fā)必興。
利用北斗定位和網(wǎng)絡(luò)技術(shù),市場(chǎng)上銷售的“北斗菜”,掃一掃二維碼,就能追蹤它長(zhǎng)在誰家地、用的誰家種、施過什么肥。一些地方的水果種植、畜牧養(yǎng)殖,以至中藥生產(chǎn),都開始利用北斗終端進(jìn)行溯源管理、全過程監(jiān)控,老百姓關(guān)注的食品藥品安全問題有望從技術(shù)上得以解決。
打開“嵌入”北斗的電子地圖、約車軟件,出行更加便利。共享單車亂停亂放、長(zhǎng)途運(yùn)營(yíng)疲勞駕駛、超速越線違章行車,運(yùn)用北斗,都可識(shí)別、可定位、可監(jiān)管、可處罰。
使用北斗手機(jī),老人遇到緊急情況只需按下求救按鈕,就會(huì)立刻發(fā)送精準(zhǔn)信息;戴著北斗手表的兒童,一旦離開安全區(qū)域,父母就會(huì)收到報(bào)警信號(hào)。“接地氣”的中國(guó)北斗,越來越成為人們貼心、便利、可靠的忠實(shí)伴侶和“守護(hù)神”。
創(chuàng)新引擎,潛能無限。
“北斗+物流”“北斗+支付”……全新的“北斗+”生產(chǎn)生活方式初見端倪。
當(dāng)前,北斗的高精度定位、高精度授時(shí)、短報(bào)文發(fā)送功能,與互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、先進(jìn)“智造”等碰撞融合,不斷產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益。一條完整的北斗產(chǎn)業(yè)鏈初具規(guī)模:全國(guó)從事北斗開發(fā)應(yīng)用的企業(yè)已達(dá)1.4萬家,從業(yè)人員近45萬,總體產(chǎn)值2118億元;在70多個(gè)國(guó)家和地區(qū),吸引了大量忠實(shí)的“北斗粉絲”。“自主創(chuàng)新、團(tuán)結(jié)協(xié)作、攻堅(jiān)克難、追求卓越”,北斗精神厚積薄發(fā)。北斗的發(fā)展,已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越當(dāng)年的設(shè)計(jì),未來將只受想象力限制。
今天,你“北斗”了嗎?