自家的鑰匙應掌握在自己手里

北斗守國門 百姓得實惠

北斗衛星導航系統，2012年12月27日正式發布的英文名稱為BeiDou Navigation Satellite System，縮寫為BDS。該系統是中國自主建設、獨立運行，與世界其他衛星導航系統兼容共用的全球衛星導航系統，可全天候、全天時，為各類用戶提供高精度、高可靠的定位、導航、授時（標準時間信號發播）服務。

有了GPS（全球定位系統）為什么還要建立北斗系統？

北斗衛星導航系統（下稱“北斗”）衛星系統總指揮李長江無數次回答過這個問題。北斗衛星導航系統任務團隊獲評2012央視經濟年度人物創新大獎后，李長江不無感慨地說：“誰都不愿意自己家的鑰匙掌握在別人手里！”

衛星導航正是這把守衛國門的“金鑰匙”。

美國研發GPS的初衷，就是為了方便導彈的精確制導，是為了其全球的霸權和大國地位。有鑒于此，俄羅斯的格洛納斯系統和歐洲人的伽利略系統也相繼啟動。中國身為全球第二大經濟體，也應當具備相稱的國防安全實力。

正如同沒有“兩彈一星”，中國今日的命運難以想象。而今若依賴GPS，我國的軍艦和導彈豈非在“裸游和裸飛”？！

“作為一個文化和意識形態與西方不同的國家，我們更應該自主掌握衛星導航技術。”李長江在接受《中國經濟周刊》專訪時坦言。

北斗自上世紀90年代開始跟蹤研究，2000年開始發射北斗導航衛星。當時依靠著兩顆靜止軌道衛星，以及地面的基站，北斗初步提供了定位服務。“從無到有，我們至少有了急需的衛星導航系統?！北倍沸l星導航系統衛星系統唯一一位女性總設計師楊慧告訴《中國經濟周刊》。這個被稱作“北斗一代”的導航系統從此開啟了中國人自主導航的時代。

北斗二代系統于2004年8月31日正式立項，2007年4月17日發射試驗衛星，2011年12月27日提供試運行服務。

按照有關規劃，2020年前后，北斗二代導航系統的二期工程將竣工。屆時，我國的北斗將真正做到為世界導航。

如今，年輕的北斗正在為保護國民安全發揮著不可替代的作用。

《中國經濟周刊》獨家獲悉，在緝拿湄公河慘案元兇的過程中，北斗功不可沒。因為用普通的手機進入國外信號網絡，往往會暴露位置和身份。在對元兇的前幾次追捕中，皆因此使得犯罪集團有所警覺而逃脫。最終，專案組使用北斗進行聯絡而成功抓捕糯康等人。

目前在中國南海、東海的漁民們均已經安裝上了北斗的接收終端。通過該終端可以清楚地記錄下漁船的航行軌跡，這有力地維護了我們漁民的捕撈權益，為處理爭端時保存了證據。一旦漁船遇險，借助北斗的短報文通信功能，救援中心第一時間可獲知其具體位置，可方便地組織附近船只來救援。

這把“金鑰匙”還能為國民經濟帶來真正的財富。隨著北斗正式運用，相關的應用程序的開發和儀器設備的制造還會帶動整個衛星導航，地理信息產業新一輪的轉型升級，前景不可估量。

2012年12月27日，在國務院新聞辦公室召開的新聞發布會上，北斗衛星導航系統新聞發言人、中國衛星導航系統管理辦公室主任冉承其稱，現有的設備將會至少兼容互操作GPS和北斗兩套系統。兩套系統的兼容意味著可參與定位的衛星增多，這無疑將增加用戶定位的精度和速度。就像開通了新的電視頻道，你可以根據興趣愛好任選收看。

“相比GPS來講，北斗具有獨特的短報文通信，對很多用戶是非常有用的”，北斗導航衛星系統總設計師謝軍告訴《中國經濟周刊》，“作為導航衛星系統的用戶來講，收到的衛星信號數越多，老百姓就越得實惠，定位精度也就越高?！?/p>

媲美GPS 8年后覆蓋全球

北斗一代系統的特點是有源定位、授權服務、短報文通信功能。有源定位是指用戶需要先向衛星發信號，申請定位，衛星接收后將信號轉發給地面站，由地面站計算后再告訴其位置。這種轉發式服務定位時間相對長，并將衛星每秒能提供的用戶數限制在54萬人。

而隨之推出的授權服務和短報文通信卻受到了北斗一代用戶的熱烈歡迎。一位部隊領導對此贊不絕口，稱其真正實現了“運籌帷幄中，決勝千里外”。因為他可以通過指揮室的屏幕墻，清晰地分辨出不同兵種當前所在位置。

授權服務要求用戶須事先在系統中注冊，北斗方可提供定位服務。之后，系統會自動識別出該用戶的位置，并報告給指揮調度系統。再結合120個字的短報文通信功能，“一般的GPS用戶只會知道自己在哪個地方，但是北斗不僅可以讓別人知道你在哪兒，還可以讓自己知道別人在哪個地方。”冉承其說。

北斗二代系統采取廣播式服務，用戶不用申請也能定位，實現如GPS般的無源定位。此外，二代系統也保留了位置報告、短報文通信服務。

借助北斗，神舟系列載人飛船的回收工作輕松不少。從神舟六號起，在飛船返回艙中裝備了北斗接收機。這讓地面的迎接人員做到幾乎與返回艙同時抵達降落地點。

在2008年汶川地震中，北斗可謂戰功赫赫。在眾多GPS通信設備失靈罷工后，北斗手持終端機和位于北京的衛星導航定位指控中心保持了順暢的溝通。通過短報文通信聯系，外界清楚得知：一支200多人的救援隊伍在震后24小時之內已經趕赴震中。依靠北斗，救災工作有條不紊。

冉承其在發布會上介紹道，北斗現在向亞太大部分地區正式提供區域服務，包括定位、導航、雙向授時和短報文信息服務?；痉招阅埽何恢镁绕矫?0米、高程10米；測速精度每秒0.2米；授時精度單向50納秒。覆蓋區域為南緯55°到北緯55°、東經55°到東經180°，其中北緯10°到北緯55°、東經75°到東經135°為重點服務區。

北斗二代系統的最終目標是要建立全球衛星導航系統。目前所提供的區域服務僅僅邁出了二代系統的第一步。

楊慧向《中國經濟周刊》介紹說：“考慮到國力，建設周期等因素，二代系統分為兩步走：一期工程是以亞太地區為主的區域系統，除多了有源定位功能外，其它功能和性能類似GPS；二期則會將導航范圍擴大至全球。”

從無到有 還要繼續攻關

既然我國的技術水平已經可以媲美GPS，那么北斗為什么還要分幾步走，不迅速實現全球覆蓋？

最關鍵的環節是衛星。由于種種原因，一些尖端技術我們無法借鑒，我國航天人必須自主創新。

楊慧介紹說：“我國此前并沒有制造導航衛星的先例，我們是在通信衛星的平臺上進行的探索。但這兩者還是有很多不同：比如導航衛星不能通過噴氣推動來調整姿態；衛星的陀螺儀壽命不夠；如何增加衛星平臺的承載與供電能力等等問題。這些都曾經是衛星設計團隊面臨的難題?！?/p>

2009年，衛星在研制過程中曾發現供配電系統可能存在嚴重的問題，為此試驗人員進行了大量的電纜等方面的工作，這件事至今都讓謝軍記憶深刻。當時，一幫70后、80后的北斗團隊成員認真復核電路設計，并對連接后的電纜進行反復試驗，最后竟然把整個庫房中的電纜都用光了。

正是團隊成員以孜孜不倦、嚴謹求實的作風，抱著解決問題的決心來進行設計研發，才有了后續穩定工作的導航衛星。“為了查清楚問題原因，我們不惜一切代價，直至問題徹底解決?！敝x軍向《中國經濟周刊》感嘆道。

衛星的壽命直接影響整個導航系統的服務質量?，F階段我國導航衛星的設計使用壽命仍然只有8年。今后在建設全球系統時，將著力延長衛星壽命至10～12年。這其中的關鍵部件較多，同時要提高全球系統的性能的關鍵部件之一——星載原子鐘，可謂是決定導航系統性能的重中之重。

在2004年啟動北斗導航項目時，國內的星載原子鐘還只是停留在高校試驗階段，市場上并無產品。星載原子鐘的研制在當時相當棘手，因在這之前的所有飛行器中都未使用過如此高精度的原子鐘。一旦星載原子鐘與地面站的計時有偏差，那么信號的路程就無法精確計算，精確導航和定位更無從談起。

當時一度希望進口國外的銣原子鐘來加快研發，但是北斗總設計師、中國科學院院士孫家棟告誡說，美國人不賣，歐洲人的東西又沒有上過天，不能過分相信外國技術，中國人必須搞自己的鐘。“當初是在孫院士的大力支持下，我們這些研發人員才能更加堅定信心、夠踏踏實實做好產品?！敝x軍回憶起這些往事時感嘆道。

現在國產星載銣原子鐘的研制成功突破了國外的技術封鎖，填補了國內空白，對于我國衛星導航系統建設產生了重大戰略意義。

盡管導航衛星的研制已經取得很大的突破，但離達到全球衛星定位系統的要求還有很長的路要走。比如超出了現有地面基站的測控范圍，如何保證定位精確度等難題又擺在了航天人的面前。

如今，在南極科考的雪龍號上，裝載了北斗系統的用戶機并在整個航行過程中使用。從2012年8月自南極返回的用戶機的反饋來看，結果令人滿意。“我還期望下一次能夠得到更多的數據。”謝軍告訴《中國經濟周刊》，“必須通過這些試驗，我們才能不斷完善衛星系統的性能?！?/p>

2009年至今，北斗成功發射了14顆星。綜合考慮各方面因素，為加快衛星發射速度，火箭系統還采取了一箭雙星的發射技術。相關負責人表示，未來還將視情況采取一箭四星的發射方式，加快衛星的構型布局。</