馬興瑞：建設“北斗”為中國經濟社會發展服務

■ 劉 斐

作為全球第三個成熟的衛星導航系統，北斗系統將進一步提升我國在國際導航領域的話語權和主動權。

2012年12月27日，我國自主研發的北斗衛星導航系統正式提供區域服務，自此，我國北斗衛星導航系統建設和應用進入一個嶄新的階段。

對于承擔北斗系統全部衛星和運載火箭研制生產任務的中國航天科技集團公司而言，從最初的方案論證到近年來的密集發射組網，每一階段都經受住了前所未有的重大考驗，也交出了一份令人滿意的“北斗答卷”。

記者：北斗區域衛星導航系統建設完成并正式提供區域服務，對于中國航天科技集團公司、國家乃至全球來說，意味著什么？

馬興瑞：當前，中國航天已進入快速發展和宇航高強密度發射時期，2012年，集團公司圓滿完成了19箭28星（船、器）的發射任務，發射次數再次位居世界第二。這其中就包括了北斗系統的4箭6星發射，可以說，北斗系統是中國航天高密度發射最典型、最集中的體現。

北斗區域衛星導航系統建成是航天科技工業轉型升級的一次重大實踐。工程建設對宇航高密度發射能力和星箭并行研制、測試、生產、發射可靠性進行了充分檢驗，無論是從創新航天復雜系統工程管理模式、優化科研生產管理體系、強化精細化質量管理措施方面，還是在加強人才隊伍建設方面，集團公司都取得了非常大的進步。可以說，這是繼載人航天工程之后，我國航天科技工業能力的又一次全面提升。

“六七十年代我們有原子彈，現在我們有原子鐘。”（原子鐘是導航衛星的核心產品，導航服務的品質主要取決于星載原子鐘的品質和可靠性）用這樣一種表述來形容我國北斗衛星導航系統的戰略意義，一點都不為過。作為全球第三個成熟的衛星導航系統，北斗系統在我國國防建設和國民經濟發展方面產生的價值不容小覷，其在交通運輸、氣象、漁業、林業、電信、水利、測繪等諸多方面都產生了顯著的經濟效益和社會效益。

北斗加入全球衛星導航“家族”，不僅能為更多的用戶提供更高的服務精度、更豐富的導航功能和更完善的用戶體驗，也提升了中國的核心競爭力。

隨著系統的建設完善和應用推廣，北斗系統將進一步提升我國在國際導航領域的話語權和主動權。而北斗加入全球衛星導航“家族”，不僅能為更多的用戶提供更高的服務精度、更豐富的導航功能和更完善的用戶體驗，也提升了中國的核心競爭力。

記者：目前，我國的北斗區域衛星導航系統可以提供什么水平的導航服務？與美國的GPS相比存在哪些差異和優勢？

馬興瑞：北斗區域衛星導航系統建成后，星座構成更加穩健，系統可靠性進一步提高，導航覆蓋范圍也進一步擴大。目前，北斗系統已經可以向亞太大部分地區提供精度在10米左右的導航服務，測速精度在每秒0.2米左右，這一區域導航精度基本可以與GPS持平。

當然，區域系統建設只是我國導航系統建設“三步走”中的第二步，目前看和美國GPS還有一定的差距。但是，到2020年左右，我們還將建成全球導航系統，毫不夸張地說，屆時我們的導航精度等各方面指標都毫不遜色于GPS。另外，因為北斗系統采取了很多首創技術，其短報文功能等獨特優勢也將更加凸顯。

記者：能不能請您簡單介紹一下北斗區域衛星導航系統的研制歷程以及這個過程中遇到的困難？

馬興瑞：2004年9月，北斗區域衛星導航系統建設工作正式宣布啟動，而實際的論證及攻關研制工作早在1997年就已經開始實施。2007年4月，北斗飛行試驗星發射成功，對新技術、新體制進行了驗證，并搶先擁有了MEO軌道衛星頻率資源。從2009年4月開始，集團公司先后完成了15顆正樣衛星的研制、發射任務。尤其是2010年以來，集團公司圓滿完成3年12箭14星的密集發射組網任務，順利實現北斗區域衛星導航系統建設，取得了可喜的成績。

科學的道路充滿未知和挑戰，航天技術和工程不斷取得重大突破的歷程不可能一帆風順。北斗衛星導航系統在設計、研制、發射、組網運行的過程中也遇到過很多困難和挑戰，但北斗團隊是一支敢打硬仗、善打硬仗的隊伍，攻堅克難，在系統建設道路上成功闖過了一道道難關。我舉兩個簡單的例子。

首先是攻克了星載銣鐘的國產化難題。時間基準的穩定性是提供導航服務的關鍵，而這主要取決于星載銣鐘的品質和可靠性。工程建設之初，星載銣鐘采用國外進口的方案，但由于供貨商漲價和禁運等問題，銣鐘成為制約工程建設的最大瓶頸。為擺脫受制于人的被動局面，集團公司正式決定啟動星載銣鐘的國產化工作，選取了三支團隊并行開展研制攻關。在短短不到3年的時間里，國產銣鐘取得重大突破。2007年4月發射的第一顆北斗導航衛星上裝載的全部是國產銣鐘，三支團隊的產品均得到在軌驗證，指標甚至優于國外引進產品。銣鐘的國產化攻關也為后續宇航產品的國產化工作作出了有益的探索和實踐。

北斗也曾因供配電系統存在的安全隱患而導致發射任務的短暫停滯。在研制生產試驗過程中，研制團隊發現衛星供配電分系統存在重大安全隱患，北斗系統發射任務一度停滯。為盡快解決問題，集團公司邀請了國內空間電源、電路、電力傳輸、空間機構、測控、熱控、通信、導航、空間環境、工藝等各專業相關專家百余人，集智攻關，開展各類仿真和驗證試驗100余項，耗時近半年時間，徹底解決了供配電系統的安全性問題，大大提高了系統可靠性，保證了后續任務的順利實施。

記者：北斗系統建設過程中積累了哪些寶貴經驗？高密度發射背后有哪些“北斗經”？

馬興瑞：北斗工程的建設帶動了航天科技工業各方面的發展創新，很多寶貴經驗都值得我們好好總結。

一是持之以恒推動自主創新。北斗團隊在技術創新、產品創新和推動航天產品和元器件國產化方面取得了豐碩成果。高精度星載銣鐘、統一頻率源技術、衛星S波段擴頻體制的啟用、衛星抗空間輻射加固等關鍵技術和產品得以突破，星箭產品的成熟度和可靠性得到大幅度提升。

二是大力推動航天工程管理創新。在如此短時間內實現大規模星座體系建設，對集團公司而言尚屬首次。較之以往的單箭單星研制模式和手段，多類型、小批量、并行生產、密集發射的研制任務對集團公司提出了新的挑戰。通過創新管理模式、推動批產管理、強化質量管理和風險管理等方法，保證了星箭的連續成功。

三是不遺余力進行人才隊伍建設。不久前，北斗系統任務團隊榮獲“2012中國經濟年度人物創新獎”，與之相比，有一項統計數據更能讓人振奮不已：北斗團隊型號“兩總”平均年齡47歲，型號隊伍平均年齡34歲。在科研生產一線，眾多“70后”、“80后”已經挑起大梁，成長為型號骨干。這是中國航天未來發展最寶貴的財富。

記者：目前北斗區域衛星導航系統建設已經完成，北斗系統在行業應用方面也取得了顯著成效。下一步，集團公司在系統建設和推廣應用方面有何規劃？

馬興瑞：北斗系統自提供試運行服務以來，我國各行業開展了一系列北斗應用示范工作，實際應用效果很好。作為朝陽產業，衛星導航也已列入國家戰略性新興產業，國家發改委正在牽頭制定中長期發展規劃。毋庸置疑，我們迎來了難得的發展機遇。

集團公司將抓牢發展契機，深入貫徹落實黨的十八大精神，以圓滿完成“十二五”規劃為目標，全力推進我國導航系統建設第三步——北斗全球衛星導航系統的研制攻關工作，力爭首顆試驗衛星在2014年左右實施發射，以更好地驗證全球系統建設中的各項關鍵技術。

同時，在加強現有北斗系統建設、維護的基礎上，集團公司還要積極推動北斗應用推廣和產業化工作，促進北斗芯片和模塊的研發，努力使北斗盡快進入“尋常百姓家”，為小康社會的建設獻上一份航天大禮。

鏈接：“北斗”的競爭對手

（根據《中國科學報》資料編輯）

美國GPS：軍方戒心重重

GPS是目前全世界應用最為廣泛也最為成熟的衛星導航定位系統，初衷是為美國的核潛艇等核打擊力量提供全球定位與導航，目前仍是美國政府的國家資產。根據美國憲法，國防部負責向全球提供標準的GPS定位服務同時要防止對GPS的敵意利用。美國保留了限制GPS信號強度和精度，甚至徹底關閉GPS服務的權力，以便美國及其盟國可以在沖突時獨享GPS服務。換言之，一個沒有自己獨立導航的國家，在與美國發生沖突時，就極有可能面臨GPS信號被掐斷。

俄羅斯“格洛納斯”：抗干擾能力強

該系統于1976組建，1991覆蓋全球，但由于俄羅斯經濟不斷走低，該系統也因失修等原因陷入崩潰邊緣。但2001～2010年，俄羅斯已經補齊該系統所需的24顆衛星，系統預計2015年全部建成。不同于GPS的衛星信號采用“碼分多址體制”，“格洛納斯”采用“頻分多址體制”，衛星靠頻率不同來區分，每組頻率的偽隨機碼相同。基于這個原因，“格洛納斯”系統可以防止整個衛星導航系統被敵方干擾，具有更強的抗干擾能力。

歐洲“伽利略”：有技術只差錢

“伽利略”衛星導航系統是歐盟和歐洲空間局正在建設的項目，初衷是為歐洲國家提供一個獨立于美國GPS和俄羅斯“格洛納斯”系統之外的高精度定位導航系統，擺脫對美國和俄羅斯的依賴。“伽利略”精度可以達到一米級別，技術水明高于美國和俄羅斯的導航系統。分為基本版和高精度版，前者免費，后者提供給付費的商業用戶以及軍事用途，會因為軍事原因對某些用戶關閉。因為缺錢，“伽利略”被屢次推遲，最初預計2012年運行，目前計劃2019年全部建成。