新時代北斗精神：自主創新 追求卓越

獨立的衛星導航系統，是政治大國、經濟大國的重要象征。

從1994 年立項到2000 年建成北斗一號系統，從2012 年開始正式提供區域服務到2020 年服務全球……26 年間，中國北斗人始終秉承航天報國、科技強國的使命情懷，探索出一條從無到有、從有到優、從有源到無源、從區域到全球的中國特色發展道路，從而使我國成為繼美國、俄羅斯之后世界上第三個擁有自主全球衛星導航系統的國家。

2020 年7 月31 日，北斗三號全球衛星導航系統正式建成開通。它的建成開通，是國之大事喜事，很多人笑著笑著就哭了。當中，很多工程開創階段時的科研人員，早已白發蒼蒼，但他們在建設北斗系統過程中孕育出來的“自主創新、開放融合、萬眾一心、追求卓越” 的新時代北斗精神，已成為“兩彈一星” 精神、載人航天精神的血脈賡續，不斷激勵著新時代北斗人繼續前行。

前無古人的“中國道路”

在我國籌建北斗衛星導航系統之時，世界上已經建成全球衛星導航系統。

起初，我們也想學習效仿其他國家，可是在這個過程中遇到了一些難題。國家安全利益高于一切，所以，北斗系統必須自主可控。

要想在地球上任何地點任何時間實現定位導航，就得保證用戶在地球上任何地點任何時間至少“看到” 4 顆定位導航衛星。GPS 全球系統就是由24 顆工作衛星組成的。

當時，我國底子薄，不可能“一步建全球”。1983 年，“863 計劃” 倡導者之一陳芳允院士，創造性地提出“雙星定位” 構想。這一方案，能以最小星座、最少投入、最短周期實現“從無到有”。

后來，北斗系統首任工程總設計師孫家棟院士，進一步組織研究提出“三步走” 發展戰略，決定先建試驗系統，然后再建區域系統，最后建成全球系統。

1994 年1 月10 日，國家批準北斗一號立項。6年后，我國建成北斗一號系統，正式成為世界上第三個擁有自主衛星導航系統的國家。

太空本無路，但中國北斗人硬是闖出了一條具有鮮明特色的中國道路。

獨樹一幟的“中國方案”

2004 年，我國正式啟動北斗二號工程建設。

中國北斗人仍然沒有采取其他全球衛星導航系統的單一軌道星座構型，又一次獨樹一幟地選擇了混合星座的特色發展之路，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、兼有中圓地球軌道衛星的混合星座。

對于以服務亞太地區為主的北斗二號來說，這種“混搭” 組合可以用最少衛星數量實現最好覆蓋效果，而使用的高軌衛星的抗遮擋能力更強，尤其在低緯度地區性能特點更為明顯。此外，混合星座還可以提供多個頻點的導航信號，能夠通過多頻信號組合使用等方式提高服務精度。

“混合星座是國際首創。” 中國北斗衛星導航系統工程總設計師、中國工程院院士楊長風說。

深邃夜空，斗轉星移。

2007 年4 月14 日，第一顆北斗二號衛星成功發射升空，我國正式進入到北斗二號區域布網時代。至2012 年10 月25 日，我國在5 年半的時間內先后將16 顆北斗二號衛星送入太空。

又兩個月后的12 月27 日，我國正式宣布：自今日起，北斗系統在繼續保留北斗衛星導航試驗系統（北斗一號）有源定位、雙向授時和短報文通信服務基礎上，向亞太大部分地區正式提供連續無源定位、導航、授時等服務，這標志著我國北斗二號區域衛星導航系統建成并開始正式提供區域服務。

中國智慧的“獨門絕技”

與其他全球衛星導航系統相比，2020 年7 月31 日正式建成開通的北斗三號全球衛星導航系統確實有自己的“獨門絕技”：除提供全球定位導航授時服務外，還能提供短報文通信、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，是名副其實的“多面手”。

特別是短報文服務，其他衛星導航系統用戶只能知道“我在哪”，北斗用戶不但自己知道“我在哪”，還能告訴別人“我在哪” “在干什么”，開創了通信導航一體化的獨特服務模式。

“在其他通信手段失效的情況下，北斗短報文通信可以成為傳遞求救信息、拯救生命的最后保險。” 中國衛星導航系統管理辦公室主任、北斗衛星導航系統工程副總設計師冉承其說。

如今，北斗三號將這一特色服務的功能進行了大幅升級拓展，其中，亞太區域通信能力可達到每次14000 比特（1000 漢字），既能傳輸文字，還可傳輸語音和圖片，區域短報文通信能力一次提高近10 倍，每次支持用戶數量從50 萬提高到1200 萬。此外，全球短報文通信能力每次可達到560 比特（40 個漢字）。

星間鏈路技術讓衛星之間可以互相通信，是北斗三號實現自主導航的關鍵。這是因為，北斗系統的運行，需要地面站對衛星進行檢測和信息注入，但有時衛星并不在地面站可覆蓋的上空，而有了星間鏈路不僅實現了數十顆北斗衛星相互間的通信和數據傳輸，還能相互測距，自動“保持隊形”，對運動至境外的衛星進行“一站式測控”。

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。

我國北斗系統的標準服務精度在6 米至10 米之間，而更高精度服務則需要北斗增強系統來助力完成。目前，我國已建成北斗地基增強“全國一張網”，可在全國范圍內提供實時米級、亞米級精準定位服務。

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。楊長風說：“現在回過頭看，我們當時制定的北斗‘三步走’ 方案更符合中國國情，北斗的發展路線與星座方案設計充滿了中華民族實踐智慧和務實精神，為國際衛星導航技術體系貢獻了中國智慧和中國方案。”

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