北斗追夢(mèng) 領(lǐng)航蒼穹——中國(guó)北斗建設(shè)發(fā)展三十周年記事
【ZiDongHua 之創(chuàng)新自科文收錄關(guān)鍵詞：中國(guó)北斗 北斗導(dǎo)航 試驗(yàn)衛(wèi)星 】
北斗追夢(mèng) 領(lǐng)航蒼穹——中國(guó)北斗建設(shè)發(fā)展三十周年記事
9月19日9時(shí)14分，乳白色的長(zhǎng)征三號(hào)乙運(yùn)載火箭從西昌衛(wèi)星發(fā)射中心西昌發(fā)射場(chǎng)騰空而起，將兩顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星送入茫茫太空。
9月19日9時(shí)14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)載火箭與遠(yuǎn)征一號(hào)上面級(jí)，成功發(fā)射第59、60顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星。新華社發(fā)（楊志遠(yuǎn) 攝）
這是北斗三號(hào)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的最后兩顆衛(wèi)星。任務(wù)的成功，標(biāo)志著北斗三號(hào)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)工程正式收官，意味著中國(guó)人獨(dú)立自主建設(shè)的北斗系統(tǒng)進(jìn)入發(fā)展新征程。
三十載北斗追夢(mèng)，看今朝領(lǐng)航蒼穹。從1994年北斗系統(tǒng)工程立項(xiàng)至今的30年間，幾代北斗人櫛風(fēng)沐雨、接續(xù)奮斗，堅(jiān)持自主創(chuàng)新、分步建設(shè)、漸進(jìn)發(fā)展，走出一條從無到有、從有到優(yōu)，從有源到無源、從區(qū)域到全球的中國(guó)特色衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)道路，為更好服務(wù)全球、造福人類貢獻(xiàn)了中國(guó)智慧和力量。
北斗一號(hào)：從無到有、摸索起步
1994年，北斗一號(hào)工程啟動(dòng)，我國(guó)的衛(wèi)星導(dǎo)航事業(yè)在摸索中起步。
那時(shí)，美國(guó)GPS系統(tǒng)已開始向全球提供服務(wù)，俄羅斯格洛納斯導(dǎo)航系統(tǒng)也已經(jīng)基本建成。
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。
如果按這條路徑探索試驗(yàn)，既缺技術(shù)儲(chǔ)備，又缺工程經(jīng)驗(yàn)，更缺經(jīng)費(fèi)支撐。
從無到有，困難重重，只能另辟蹊徑。陳芳允院士提出“雙星定位”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，可實(shí)現(xiàn)對(duì)區(qū)域內(nèi)地面目標(biāo)的快速定位。
最小的星座、最少的投入、最短的周期……這一方案，使我國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)從無到有變?yōu)榭赡堋?/div>
之后，北斗工程首任總設(shè)計(jì)師孫家棟院士，帶領(lǐng)北斗人創(chuàng)造性提出了“分步走”戰(zhàn)略，即：先試驗(yàn)后建設(shè)，先國(guó)內(nèi)后周邊，先區(qū)域后全球。
這是孫家棟在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心（2010年12月15日攝）。新華社記者 李明放 攝
2000年，在不到兩個(gè)月的時(shí)間內(nèi)，我國(guó)相繼發(fā)射兩顆北斗導(dǎo)航試驗(yàn)衛(wèi)星，北斗一號(hào)系統(tǒng)建成。
2000年10月31日凌晨，中國(guó)自行研制的第一顆導(dǎo)航定位衛(wèi)星——“北斗導(dǎo)航試驗(yàn)衛(wèi)星”在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空，順利進(jìn)入預(yù)定軌道。新華社記者 查春明 攝
從那時(shí)起，中國(guó)人正式擁有完全屬于自己的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，我國(guó)成為世界上第三個(gè)建成衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的國(guó)家。
北斗二號(hào)：自主創(chuàng)新、彎道超車
北斗一號(hào)的建成并投入使用，雖然解決了有沒有的問題，但與美俄相比仍有差距。
于是，北斗二號(hào)系統(tǒng)建設(shè)提上日程。
當(dāng)時(shí)，最適合衛(wèi)星導(dǎo)航的頻率幾乎都被占用。我國(guó)與歐盟聯(lián)合推動(dòng)國(guó)際電聯(lián)從航空導(dǎo)航頻段中擠出了一小段頻率。
這一小段頻率，只有黃金頻段的四分之一，卻是建設(shè)一個(gè)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)最基本的頻率需求。
2000年4月17日，北斗系統(tǒng)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。
5年后，首顆伽利略導(dǎo)航衛(wèi)星發(fā)射，而北斗導(dǎo)航衛(wèi)星還在研制之中。那些日子，北斗人不得不背水一戰(zhàn)，終于在規(guī)定時(shí)間內(nèi)讓搭載首顆北斗二號(hào)衛(wèi)星的火箭矗立在發(fā)射塔架上。
發(fā)射前，衛(wèi)星上的應(yīng)答機(jī)突現(xiàn)異常。“如果應(yīng)答機(jī)壞了，等于衛(wèi)星沒有無線電信號(hào)；沒有無線電信號(hào)，就拿不到合法的頻率資源，就沒有空間國(guó)土的合法地位。”北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)工程總設(shè)計(jì)師、中國(guó)工程院院士楊長(zhǎng)風(fēng)對(duì)這段經(jīng)歷記憶猶新。
歸零！北斗人重新打開星箭組合體，拆出應(yīng)答機(jī)，72小時(shí)不眠不休排除了故障。
2007年4月14日，中國(guó)北斗一飛沖天，幾天后太空傳來衛(wèi)星信號(hào)。這一刻，距離頻率申請(qǐng)失效最后期限不到4個(gè)小時(shí)。
2007年4月14日，我國(guó)在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用“長(zhǎng)征三號(hào)甲”運(yùn)載火箭，成功將一顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星送入太空。新華社記者 李剛 攝
之后，我國(guó)在5年半的時(shí)間內(nèi)先后將16顆北斗二號(hào)衛(wèi)星送入太空，建成北斗二號(hào)系統(tǒng)并開始提供區(qū)域服務(wù)。
北斗三號(hào)：獨(dú)門絕技、服務(wù)全球
2009年，北斗三號(hào)工程啟動(dòng)。站在前兩代星座的肩膀之上，中國(guó)北斗的第三步邁得無比堅(jiān)定——
從首組雙星發(fā)射到最后一顆組網(wǎng)星入軌，僅僅不到3年時(shí)間，北斗三號(hào)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)星座部署提前半年全面完成。
2015年3月30日，搭載首顆新一代北斗導(dǎo)航衛(wèi)星的長(zhǎng)征三號(hào)丙運(yùn)載火箭在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心點(diǎn)火發(fā)射，火箭升空后與明月交相輝映。新華社記者 白禹 攝
2020年7月31日，北斗三號(hào)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)正式建成，面向全球用戶提供完整的全天時(shí)、全天候、高精度全球定位導(dǎo)航授時(shí)服務(wù)。
2020年6月23日，我國(guó)北斗三號(hào)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(diǎn)火升空。新華社記者 江宏景 攝
這份沉甸甸的“成績(jī)單”來之不易——
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。
中國(guó)北斗，服務(wù)全球，必須覆蓋全球。
北斗三號(hào)系統(tǒng)在全球首創(chuàng)突破了Ka頻段星間鏈路技術(shù)，使所有北斗衛(wèi)星連成一個(gè)大網(wǎng)，每顆星之間可以“通話”、可以測(cè)距，衛(wèi)星定位精度大幅度提高。
2017年6月9日，參觀者在第二十屆中國(guó)北京國(guó)際科技產(chǎn)業(yè)博覽會(huì)上參觀展出的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)模型。新華社記者 鞠煥宗 攝
中國(guó)北斗，服務(wù)全球，必須精度更高。
近幾年的應(yīng)用實(shí)測(cè)確認(rèn)，北斗三號(hào)系統(tǒng)在全球定位精度可達(dá)4至5米，在亞太區(qū)域精度更優(yōu)。同時(shí)，我國(guó)已建成北斗地基增強(qiáng)“全國(guó)一張網(wǎng)”，可在全國(guó)范圍內(nèi)提供實(shí)時(shí)米級(jí)、亞米級(jí)精準(zhǔn)定位服務(wù)。
原子鐘是導(dǎo)航衛(wèi)星的“心臟”。北斗三號(hào)系統(tǒng)則突破了新型氫原子鐘以及原子鐘的無縫切換技術(shù)，使導(dǎo)航系統(tǒng)的時(shí)頻精度提高一個(gè)量級(jí)。
2020珠峰高程測(cè)量登山隊(duì)隊(duì)員在珠穆朗瑪峰峰頂開展測(cè)量工作（2020年5月27日攝）。據(jù)自然資源部第一大地測(cè)量隊(duì)隊(duì)長(zhǎng)李國(guó)鵬介紹，本次測(cè)量同時(shí)參考四大導(dǎo)航系統(tǒng)，并以北斗的數(shù)據(jù)為主。新華社特約記者 扎西次仁 攝
中國(guó)北斗，服務(wù)全球，還有“獨(dú)門絕技”。
與其他全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)相比，北斗三號(hào)系統(tǒng)有自己的“獨(dú)門絕技”——短報(bào)文服務(wù)。其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)用戶只能知道“我在哪”，北斗用戶不但知道“我在哪”，還能告訴別人“我在哪”“在干什么”，開創(chuàng)了通信導(dǎo)航一體化的獨(dú)特服務(wù)模式。
“5、4、3、2、1，點(diǎn)火！”
2024年9月19日，兩顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星被送入太空。由中國(guó)科學(xué)院微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院研制的這組衛(wèi)星，將在確保北斗三號(hào)系統(tǒng)精穩(wěn)運(yùn)行的基礎(chǔ)上，開展下一代北斗系統(tǒng)新技術(shù)試驗(yàn)試用。
9月19日9時(shí)14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)載火箭與遠(yuǎn)征一號(hào)上面級(jí)，成功發(fā)射第59、60顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星。新華社發(fā)（楊熙 攝）
中國(guó)北斗，服務(wù)全球，更要服務(wù)未來。
“2035年前，我國(guó)將建設(shè)完善更加泛在、更加融合、更加智能的綜合時(shí)空體系。”楊長(zhǎng)風(fēng)說，在這一目標(biāo)的引領(lǐng)下，我們將創(chuàng)新發(fā)展技術(shù)更為先進(jìn)的下一代北斗系統(tǒng)，大力發(fā)展不依賴衛(wèi)星的多種定位導(dǎo)航授時(shí)（PNT）手段技術(shù)攻關(guān)，為服務(wù)人類社會(huì)發(fā)展、構(gòu)建人類命運(yùn)共同體，作出新的更大貢獻(xiàn)。
2019年6月11日，在聯(lián)合國(guó)維也納辦事處，人們參觀“中國(guó)古代導(dǎo)航展——從指南針到北斗”展覽。新華社記者 郭晨 攝
來源：新華視界
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