收官之星圓滿發射 北斗全球組網完畢

盡管曾歷波折，但隨著6月23日長征三號乙火箭在西昌衛星發射中心的騰空而起，中國北斗三號導航系統的最后一顆全球組網衛星被送入軌道。這次發射標志著耗時20多年構建的中國自主知識產權的全球衛星導航系統宣告建成。

三十顆北斗三號衛星

在軌集結

據介紹，北斗系統由北斗一號、北斗二號、北斗三號衛星系統組成。其中北斗三號衛星導航系統由24顆MEO衛星（地球中圓軌道衛星）、3顆IGSO衛星（傾斜地球同步軌道衛星）和3顆GEO衛星（地球靜止軌道衛星）三種不同軌道的30顆衛星組成。24顆中圓軌道衛星是北斗三號系統的核心星座，它們確保了北斗三號系統能均勻覆蓋全球，“在全球任何一個地方，用戶都可以得到北斗衛星導航系統的高精度的服務”。3顆靜止軌道衛星，能為亞太地區提供大容量的短報文通信、星基增強、精密單點定位等特色服務。

北斗衛星導航系統工程總設計師楊長風接受記者采訪時表示，本次發射是北斗三號全球衛星導航系統的收官之作，意味著中國北斗系統“三步走”戰略全部實現。按照“三步走”戰略，2000年，我國建成了北斗一號系統，為我國用戶提供服務;2012年底，我國建成了北斗二號系統為亞太地區用戶提供服務;2017年11月，北斗三號首組雙星成功發射，北斗系統進入全球化時代。在“三步走”戰略中，中國創新采用三種軌道混合星座，以最少衛星數量實現區域服務。尤其是在亞太地區，用戶能同時享用到中、高軌道導航衛星服務，衛星仰角高，抗遮擋能力強，在多層立交城市、峽谷、樹木遮蔽的環境，用戶仍可獲得連續導航服務，提升衛星服務的精度、連續性、可用性。

堪稱“基礎的基礎”

從立項論證到啟動實施、從雙星定位到區域組網，再到覆蓋全球，20多年間，我國在西昌衛星發射中心為北斗導航系統組織了44次發射任務，利用長征三號甲系列運載火箭，先后將4顆北斗一號試驗衛星、55顆北斗二號和北斗三號組網衛星送入預定軌道，任務成功率100%。特別是2017年開啟北斗三號全球組網以來，兩年半時間高密度執行18次發射任務。

北斗三號18次發射任務接連成功尤其不容易，在兩年半的時間里，北斗工程七大系統、400多家參研參建單位、30余萬名科技人員的齊心協力，才圓滿完成任務。核心元器件的100%自主可控，都是由這些科研人員和單位來完成攻關的。

據航天科技集團五院北斗三號衛星總設計師陳忠貴介紹，北斗導航系統面向國家安全、社會經濟發展、人民生活提供時間基準、空間位置基準，對國家的重要性和人民生活的影響程度非常大。作為基礎標稱的時間和空間信息，如果由別人提供，安全感何來？比如當前的熱點新基建，也將是我國建設發展下一階段的重要方向，時間基準和空間位置基準就是至關重要的基礎，北斗系統是新基建的基建，基礎的基礎。

為全球提供多種

“中國方案”

隨著北斗三號全球組網完成，“中國的北斗”真正成為“世界的北斗”。北斗系統不僅可以讓國人在走出國門之后仍可以享受到它帶來的便利，還為全球提供多種“中國方案”。

楊長風表示，最大的“中國方案”就是通導融合一體。北斗系統不僅具有被動式定位方式，還有著主動定位手段，能實現“我知道我在哪，你在哪，雙方可以信息交換”。在移動通信覆蓋不到的區域，北斗系統可以發揮很大作用。例如在遠海移動通信難以覆蓋的海域，漁民說“一拜媽祖，二拜北斗”，體現出遠洋漁業對北斗系統的信賴。因為漁權監控信息可以不斷通過北斗系統向漁民發送魚群的分布情況，漁民的安全也更有保障。第二個“中國方案”是星間鏈路，也就是衛星之間、星地之間可以互聯互通，這種方案最大的好處就是建全球系統，而不用全球布設地面站。依靠星間鏈路，導航的精度也得到進一步提高。第三個“中國方案”是多種定位功能集于一身，實現米級、分米級、厘米級、甚至靜態的毫米級精度。第四個“中國方案”是集多種功能于一體的混合軌道設計。美國今后也準備發射高軌導航衛星，亞太一些國家擬建設的區域系統與北斗系統發展模式類似。中國率先走出一條技術發展道路，為其他國家發展相關衛星導航系統提供了“中國智慧”與“中國方案”。

楊長風還表示，北斗系統是按照服務全球、造福人類的全球系統來建設的，可提供集多種功能于一體的免費服務能力。“在亞太低緯度地區，北斗導航精度不亞于美國GPS，且成本更低，在全球范圍也處于領先地位”。他表示，衛星導航領域的發展方向是多種系統兼容，用戶可自由選擇精度更高、安全性和可靠性更好的導航衛星提供定位服務，目前，已有俄羅斯、印度尼西亞、科威特、阿爾及利亞、緬甸、泰國等30個國家的4億用戶使用北斗系統。這次組網完畢后，全球用戶將越來越多。

天上地上“都有網”

不僅是天上的北斗衛星組網，在地面還有北斗地基增強系統來幫忙。

北斗地基增強系統是北斗衛星導航系統的重要組成部分，于2014年9月啟動研制建設，由中國兵器工業集團有限公司承擔系統建設總體任務，是在一個系統內集成米級、分米級、厘米級和后處理毫米級四類高精度服務，這在國內外尚屬首創。

目前，該系統已形成由超過2500個地基增強站組成的北斗地基增強系統“全國一張網”，系統能力達到國外同類系統技術水平。

2015年8月，中國兵器工業集團合資成立了高精度位置服務平臺——千尋位置網絡有限公司，以高精度為切入點，融合“互聯網+”和“北斗+”發展，打造高精度服務云平臺，致力于把北斗高精度時空服務打造成面向大眾、觸手可及、隨需而用的公共服務。

“北斗不僅僅是部署于高空的衛星導航系統，更是和每一位老百姓息息相關的國家重大時空基礎設施。”千尋位置首席執行官陳金培說，天上有北斗衛星系統，地上有北斗地基增強系統，衛星信號在地面有時需要根據實際情況做強化計算。

近年來，北斗高精度及北斗輔助快速定位用戶突破5億。目前中國兵器工業集團聯合中國移動、中國電科正在抓緊建設北斗三號區域短報文應用服務平臺，將有力推動北斗高精度、短報文服務與5G、大數據、云計算等融合創新。

“北斗”飛入百姓家

快遞外賣配送車可以協助公安交警取證、參與城市應急調度救援，從配送車輛的定位數據可以分析城市消費區分布，快遞公司通過分析配送數據和行駛數據可以優化配送路徑……

在浙江，一系列基于北斗空間定位技術的應用，隨著最后一顆北斗三號組網衛星成功發射入軌，正在逐漸成為現實。

“組網成功后，北斗空間定位技術將更多地應用到民生領域。”杭州北斗時空研究院技術總監陳正煒說，北斗不光是簡單的定位和通信，而是作為上層應用的基礎，還有更廣闊的應用空間。

利用北斗高精度空間定位技術，當地給外賣和快遞的配送車安裝北斗高精度定位模組，通過地理位置實時上傳，將車輛的道路行駛軌跡實時展示在地圖上。

“誤差只有厘米級，能很準確判斷車輛在道路上的行駛情況，后臺通過數據運算可以判斷車輛是否闖紅燈、是否違停，以此達到行業自治和規范。”陳正煒說。

除此之外，北斗技術的應用還能協助公安交警在重大案件或事故發生時取證。這些配送車輛未來還將被納入城市應急調度系統，出現突發狀況需要救援時，利用北斗定位技術快速找到就近車輛作為增援。

北斗全球組網衛星發射圓滿收官，北斗系統服務全球則迎來全新開始。楊長風表示，到2035年，中國將建成更加泛在、更加融合、更加智能的國家綜合定位導航授時體系，進一步提升時空信息服務能力。北斗將以更強的功能、更優的性能，服務全球，造福人類。

（81～83頁稿件綜合《科技日報》）