北斗三號(hào)開(kāi)通：定位地球每一厘米

李想俁

6月23日，陜西漢中市，無(wú)人機(jī)駕駛員操控多旋翼無(wú)人機(jī)在略陽(yáng)縣境內(nèi)的寶成鐵路王家沱至樂(lè)素河區(qū)間K227+210m處起飛，借助北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，對(duì)Ⅰ級(jí)防洪點(diǎn)危巖山體進(jìn)行視頻和圖片數(shù)據(jù)采集。圖/中新

7月31日，北斗三號(hào)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在人民大會(huì)堂舉行了隆重的開(kāi)通儀式，成為當(dāng)天刷屏的大事件。很多人不禁會(huì)問(wèn)，與現(xiàn)在世界上已有的那些導(dǎo)航系統(tǒng)相比，北斗到底有什么不同？可以先來(lái)看一個(gè)案例：今年7月6日，湖南省常德市石門(mén)縣雷家山發(fā)生了該縣近70年來(lái)規(guī)模最大的山體滑坡，造成省道部分路段損毀、一個(gè)小型電站毀壞、5棟房屋垮塌，但在山體滑坡前，所有人員都已經(jīng)被成功轉(zhuǎn)移，沒(méi)有人員傷亡。

此次人員的安全轉(zhuǎn)移，正得益于北斗衛(wèi)星的高精度地災(zāi)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)提前“通風(fēng)報(bào)信”。石門(mén)縣在雷家山地災(zāi)隱患點(diǎn)安裝了該系統(tǒng)，共有11個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位。6月24日，石門(mén)縣接到系統(tǒng)發(fā)出的地質(zhì)災(zāi)害橙色預(yù)警，馬上轉(zhuǎn)移安置了危險(xiǎn)區(qū)6戶(hù)20名村民。7月6日下午山體滑坡發(fā)生前，當(dāng)?shù)赜旨皶r(shí)轉(zhuǎn)移了疑似危險(xiǎn)區(qū)的8戶(hù)13位村民。

告訴別人“我在哪，在干什么”

這只是北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的牛刀小試。作為全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中的后來(lái)者，北斗系統(tǒng)除了具有傳統(tǒng)的定位、導(dǎo)航、授時(shí)功能外，還擁有特色服務(wù)。例如北斗系統(tǒng)的短報(bào)文通信功能，開(kāi)創(chuàng)了通信導(dǎo)航一體化的獨(dú)特服務(wù)模式。

根據(jù)中國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)管理辦公室發(fā)布的《北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)展報(bào)告》，中國(guó)從1980年代啟動(dòng)的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)展戰(zhàn)略分“三步走”：2000 年底，建成北斗一號(hào)系統(tǒng)，向中國(guó)提供服務(wù);2012 年底，建成北斗二號(hào)系統(tǒng)，向亞太地區(qū)提供服務(wù);2020 年，建成北斗三號(hào)系統(tǒng)，向全球提供服務(wù)。計(jì)劃到2035年，以北斗系統(tǒng)為核心，建設(shè)完善更加泛在、更加融合、更加智能的國(guó)家綜合定位導(dǎo)航授時(shí)體系。

作為中國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)“三步走”戰(zhàn)略的最后一步，北斗三號(hào)與北斗二號(hào)相比，不是簡(jiǎn)單地迭代更新，而是巨大的歷史性跨越。比如前面提到的短報(bào)文通信功能，相較于其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)僅能進(jìn)行無(wú)源定位，只能告訴用戶(hù)“我在哪”，北斗系統(tǒng)還能告訴別人“在干什么”。當(dāng)遇到地震、海上遇險(xiǎn)時(shí)，在其他通信手段失效的情況下，北斗短報(bào)文通信可以成為傳遞求救信息、拯救生命的最后保險(xiǎn)索。

在全面兼容北斗二號(hào)系統(tǒng)短報(bào)文通信服務(wù)的基礎(chǔ)上，北斗三號(hào)的區(qū)域短報(bào)文發(fā)送能力從單次120漢字提高到1000漢字，支持用戶(hù)數(shù)量從50萬(wàn)提高到1200萬(wàn)，而且能實(shí)現(xiàn)40漢字的全球短報(bào)文通信。用戶(hù)遇到突發(fā)情況時(shí)無(wú)需字斟句酌，足以將情節(jié)一次性說(shuō)清楚，還可發(fā)送圖片等信息，應(yīng)用場(chǎng)景更為豐富。

“只受人類(lèi)想象力的限制”

據(jù)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)官網(wǎng)介紹，北斗系統(tǒng)的應(yīng)用已經(jīng)遍及了交通運(yùn)輸、農(nóng)林漁業(yè)、水文監(jiān)測(cè)、氣象測(cè)報(bào)、通信授時(shí)、電力調(diào)度、救災(zāi)減災(zāi)、公共安全等領(lǐng)域。而基于北斗系統(tǒng)的導(dǎo)航服務(wù)也已被電子商務(wù)、移動(dòng)智能終端制造、位置服務(wù)等廠(chǎng)商采用，廣泛進(jìn)入中國(guó)大眾消費(fèi)、共享經(jīng)濟(jì)和民生領(lǐng)域，應(yīng)用的新模式、新業(yè)態(tài)、新經(jīng)濟(jì)不斷涌現(xiàn)，深刻改變著人們的生產(chǎn)生活方式。

地質(zhì)災(zāi)害具有極強(qiáng)的隱蔽性、突發(fā)性和破壞性，因此“預(yù)警”成為重中之重。僅今年以來(lái)，基于北斗的地災(zāi)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)就已在湖南省寧鄉(xiāng)市、望城區(qū)等地多次成功預(yù)警災(zāi)害險(xiǎn)情。據(jù)了解，精確定位是北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的“看家本領(lǐng)”。基于這一功能，北斗系統(tǒng)可對(duì)山體、水庫(kù)、河流的形變、位移等進(jìn)行24小時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，通過(guò)變形值智能評(píng)估其安全狀況，并對(duì)可能發(fā)生的滑坡、沉降、裂縫、水庫(kù)遇險(xiǎn)、河流水位暴漲等險(xiǎn)情進(jìn)行預(yù)警。

在北斗衛(wèi)星高精度地災(zāi)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)的幫助下，位于龍門(mén)山地質(zhì)斷裂帶、地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)的四川綿陽(yáng)市已連續(xù)9年未出現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害導(dǎo)致的傷亡。

此外，北斗的應(yīng)用還體現(xiàn)在共享經(jīng)濟(jì)、物聯(lián)網(wǎng)和無(wú)人駕駛等新領(lǐng)域。交通運(yùn)輸業(yè)是北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的最大用戶(hù)之一。北斗廣泛應(yīng)用于重點(diǎn)運(yùn)輸過(guò)程監(jiān)控、公路基礎(chǔ)設(shè)施安全監(jiān)控、港口高精度實(shí)時(shí)調(diào)度監(jiān)控等領(lǐng)域。據(jù)《北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)展報(bào)告》，截至 2019 年12月，國(guó)內(nèi)超過(guò) 650萬(wàn)輛營(yíng)運(yùn)車(chē)輛、4萬(wàn)輛郵政和快遞車(chē)輛，36個(gè)中心城市約 8萬(wàn)輛公交車(chē)已應(yīng)用北斗系統(tǒng)，建成全球最大的營(yíng)運(yùn)車(chē)輛動(dòng)態(tài)監(jiān)管系統(tǒng)。國(guó)內(nèi)多家電子商務(wù)企業(yè)的物流貨車(chē)及配送員也都使用了北斗車(chē)載終端和手環(huán)，實(shí)現(xiàn)了車(chē)、人、貨信息的實(shí)時(shí)調(diào)度。近年來(lái)，中國(guó)道路運(yùn)輸重特大事故發(fā)生起數(shù)和死亡失蹤人數(shù)均下降了50%。

在水上交通方面，北斗系統(tǒng)也將作出重要貢獻(xiàn)。3200余座內(nèi)河導(dǎo)航設(shè)施、2900余座海上導(dǎo)航設(shè)施已應(yīng)用北斗系統(tǒng)。在“智慧長(zhǎng)江”的建設(shè)中，有關(guān)部門(mén)計(jì)劃完成長(zhǎng)江航務(wù)系統(tǒng)近800艘公務(wù)船、2000艘社會(huì)船舶單北斗船載終端安裝和基于北斗的內(nèi)河遇險(xiǎn)報(bào)警管理系統(tǒng)、航運(yùn)信息公共服務(wù)系統(tǒng)建設(shè)工作。

在農(nóng)機(jī)具領(lǐng)域，無(wú)人駕駛的播種機(jī)、插秧機(jī)成為提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率的“黑科技”。基于北斗定位功能，播種機(jī)、插秧機(jī)沿預(yù)設(shè)路線(xiàn)自行作業(yè)。在北斗系統(tǒng)的高精度定位支持下，每千米偏差不超過(guò)2厘米，每畝地出苗率能提高10%。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前全國(guó)基于北斗系統(tǒng)的農(nóng)機(jī)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)已有超過(guò)2萬(wàn)臺(tái)套，節(jié)約50%的用工成本;基于北斗系統(tǒng)的農(nóng)機(jī)作業(yè)監(jiān)管平臺(tái)和物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)為10萬(wàn)余臺(tái)套農(nóng)機(jī)設(shè)備提供服務(wù)，極大提高了作業(yè)管理效率。

一如北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)工程首任總設(shè)計(jì)師孫家棟院士所言，“北斗的應(yīng)用只受人類(lèi)想象力的限制”。北斗三號(hào)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的正式開(kāi)通，將會(huì)讓北斗的身影走進(jìn)更多與人們生活息息相關(guān)的各個(gè)領(lǐng)域。