李國利 鄧孟
北斗三號全球衛星導航系統建成暨開通儀式7月31日上午在北京舉行。中共中央總書記、國家主席、中央軍委主席習近平出席儀式,宣布北斗三號全球衛星導航系統正式開通并參觀北斗系統建設發展成果展覽展示。中國自主建設、獨立運行的全球衛星導航系統,開啟了高質量服務全球、造福人類的嶄新篇章。
撫今追昔,這份沉甸甸的“成績單”來之不易。
萬眾一心彰顯制度優勢
2017年11月,北斗三號全球組網雙星首次發射。不到3年時間,中國北斗就比原定計劃提前半年成功實現全球組網,讓全世界領略到社會主義中國集中力量辦大事的硬核實力。
——這是新型舉國體制的又一次重大勝利。
北斗系統是黨中央親自決策實施的國家重大科技工程,是我國迄今為止規模最大、覆蓋范圍最廣、服務性能最高、與百姓生活關聯最緊密的巨型復雜航天系統。
“北斗是黨和國家調動千軍萬馬干出來的,是工程全線幾十萬人團結一心拼出來的,是廣大人民群眾堅定支持共同托舉起來的。”中國北斗衛星導航系統工程總設計師楊長風說。
——這是總體設計部思想的又一次重大勝利。
在頂層,國家有關部門聯合成立領導小組,并設立管理辦公室,具體承擔國家衛星導航領域主管機構職能,對北斗系統建設、應用產業、國際合作實施歸口管理。
在加強統一管理的同時,面向全系統遴選總設計師、副總設計師,工程總體和各大系統均選強配齊總師班底,建立總師聯席會議制度。重大任務期間,成立聯合工作組,相關系統聯合成立發射場區指揮部,確保統一指揮、聯合行動、高效實施。
——這是航天戰線大團結大協作傳統的又一次重大勝利。
“我們常說,北斗是‘五千萬工程,調動了千軍萬馬,經歷了千難萬險,付出了千辛萬苦,要走進千家萬戶,將造福千秋萬代。”楊長風說。
今年北斗收官發射正值疫情防控吃勁階段,多支試驗隊伍、數百名科技人員齊聚發射場。面對特殊嚴峻的形勢,總體層面精心做“統法”,統籌資源、統籌力量、統籌工作;各試驗隊一再做“減法”,把現場人員壓到最少、工作流程調到最簡、各類風險控到最小;發射場全力做“加法”,加強防控措施、加大保障力度、加緊解決困難,齊心協力、共渡難關,有效確保了發射任務和場區防疫雙勝利。
2017年11月到今年6月,我國成功發射30顆北斗三號組網星和2顆北斗二號備份星,成功率100%,以月均1顆星的速度,創造世界衛星導航系統組網發射新紀錄。
追求卓越闖出特色之路
——“三步走”戰略:符合國情的“中國選擇”。
同樣是建設全球衛星導航系統,美、俄和歐盟選擇“一步建全球”。我國起步晚、底子薄,明智選擇分步走,先解決有無、滿足急需,切實做到“把每個銅板都用在刀刃上”。
2000年建成北斗一號試驗系統,使我國成為世界上第三個擁有自主衛星導航系統的國家。2012年建成北斗二號區域系統,為亞太地區提供服務。2020年建成北斗三號全球系統。
奮斗沒有休止符,追夢永遠在路上:2035年左右,我國將建成以北斗系統為基礎,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。
——“混合式”星座:獨樹一幟的“中國方案”。
與其他全球衛星導航系統采取單一軌道星座構型相比,北斗系統獨樹一幟,堅定選擇走混合星座的特色發展之路。北斗一號建設時,在國際上首次實現地球靜止軌道衛星提供導航定位服務。
北斗二號系統充分繼承北斗一號用地球靜止軌道衛星實現區域導航定位覆蓋的成功經驗,在國際上首創以地球靜止軌道和傾斜地球同步軌道衛星為骨干,兼有中圓軌道衛星的混合星座。北斗系統高級顧問、原工程副總設計師李祖洪說,對于區域衛星導航系統而言,這種“混搭”組合可以用最少衛星數量實現最好覆蓋效果。
北斗三號系統將“混合星座構型”發揚光大,建成擁有24顆中圓軌道衛星、3顆地球靜止軌道衛星、3顆傾斜地球同步軌道衛星組成的全球系統,為建設全球衛星導航系統提供了全新范式。
——“一體化”設計:引領潮流的“中國智慧”。
與其他衛星導航系統相比,北斗系統確有自己的獨門絕技:除提供全球定位導航授時服務外,還能進行短報文通信,開創了通信導航一體化的獨特服務模式,是名副其實的多面手。
如今,北斗三號在全面兼容北斗二號系統短報文通信服務的基礎上,區域短報文發送能力一次提高近10倍,支持用戶數量從50萬提高到1200萬,而且能實現40個漢字的全球短報文通信。此外,北斗三號全球系統還可以提供星基增強、國際搜救、精密單點定位、地基增強等多樣化服務,能更好地滿足用戶的多元化需求。
勇攀高峰矢志自主創新
關鍵核心技術是花錢買不來的,中國北斗走出了一條自主創新、追求卓越的發展道路。
——集智會戰,攻克無“鐘”之困。
星載原子鐘是導航衛星的“心臟”, 為盡早“讓中國的北斗用上最好的鐘”,工程總體組織相關科研單位和企業,成立3支研發隊伍同步進行攻堅。不到兩年時間,3支隊伍全都取得成功,自主研發出達到國際先進水平的原子鐘。
很快北斗衛星上便批量搭載全國產化星載原子鐘,并實現“雙鐘”相互備份,衛星可靠性和在軌壽命大幅提升。
——負重登攀,消除缺“芯”之憂。
缺少“中國芯”,一直是困擾我國高科技領域的一塊“心病”。通過深入動員,工程上下形成寧可國產化產品“指標低點,價格高點,也要大膽使用”的堅定共識。
如今,國產北斗芯片工藝由0.35微米提升到28納米,已在物聯網和消費電子領域廣泛應用。支持北斗三號新信號的22納米工藝射頻基帶一體化導航定位芯片,體積更小、功耗更低、精度更高,已具備批量生產能力。截至2019年底,國產導航型芯片出貨量已超1億片,北斗導航型芯片、模塊高精度板卡和天線已輸出到120余個國家和地區。
——獨辟蹊徑,破解布“站”之難。
為解決北斗系統國內建站實現全球運行和服務的難題,北斗系統首創Ka頻段星間鏈路,采取星間、星地測量和傳輸功能一體化設計,成功實現衛星與衛星、衛星與地面站的聯絡互通。
通過星間鏈路,所有在軌北斗衛星連成一張大網,工程實現了僅依靠國內布站情況下對全球星座的運行控制,以及全球服務能力與世界一流系統的比肩。
中國政府致力于推動衛星導航領域國際合作,步履堅定、成果斐然——
北斗和格洛納斯系統實現信號兼容,北斗和GPS系統信號兼容與互操作,中歐深化開展頻率協調。成功舉辦中阿北斗合作論壇、中國—中亞北斗合作論壇等,持續擴大北斗“朋友圈”。國產北斗基礎產品已出口120余個國家和地區,基于北斗的土地確權、精準農業、數字施工、智慧港口等,已在東盟、南亞、東歐、西亞、非洲等得到成功應用。
中國的北斗,世界的北斗,一流的北斗。