憶霖



北斗衛星導航系統是黨中央決策實施的國家重大科技工程,是我國著眼于國家安全和經濟社會發展需要自主建設運行的全球衛星導航系統,是為全球用戶提供全天候、全天時、高精度的定位、導航和授時服務的國家重要時空基礎設施。2020年7月31日,習近平總書記在北斗三號全球衛星導航系統建成暨開通儀式上指出:“26年來,參與北斗系統研制建設的全體人員迎難而上、敢打硬仗、接續奮斗,發揚‘兩彈一星精神,培育了新時代北斗精神,要傳承好、弘揚好。”
北斗,一個極具中國特色的名字。浩瀚宇宙,古有自然“北斗”斗轉星移、定向判季,今有人造“北斗衛星導航系統”服務中國、服務全人類。這是中華民族創新智慧的跨時空接力。
1994年,北斗衛星導航系統(以下簡稱“北斗系統”)工程啟動;2000年,北斗一號系統建成,為中國提供服務;2012年,北斗二號系統建成,為亞太提供服務;2020年,北斗三號全球衛星導航系統全面建成并正式開通,為全球提供服務。這標志著北斗系統工程“三步走”戰略取得決戰決勝,我國建成獨立自主、開放兼容的全球衛星導航系統,成為世界上第三個獨立擁有全球衛星導航系統的國家。
在面對未知的艱辛探索中,中國北斗建設者披荊斬棘、接續奮斗,培育了“自主創新、開放融合、萬眾一心、追求卓越”的新時代北斗精神,生動詮釋了以愛國主義為核心的民族精神和以改革創新為核心的時代精神,豐富了中國共產黨人的精神譜系。
“為國際衛星導航技術體系貢獻了中國智慧和中國方案”
“天作棋盤星作子”,北斗系統巡航的太空閃耀著自主創新的光芒。
衛星導航系統是國之重器,密切關乎國家安全、經濟社會發展。因此,在我國開始規劃“北斗”藍圖時,就決定不能走歐美國家的老路,必須自主創新、獨立研發。“國外成熟的導航系統做得很好,也很成功,但北斗決不能照搬照抄。”北斗三號衛星系統總設計師林寶軍說,“只有自主創新,才能實現追趕和超越。”
20世紀80年代,在建設獨立自主的衛星導航系統研究論證過程中,我國“兩彈一星”元勛陳芳允院士就已經提出了“雙星定位”的理論和設想,利用兩顆地球同步軌道衛星來測定地面和空中目標。
艱難困苦,玉汝于成。20世紀90年代,我國正式立項自主研發建設衛星導航系統。自主研發這條路,注定會遇到許多艱難困苦。彼時,我國北斗系統工程建設面臨著資金、技術、經驗、人才等諸多困難。廣大北斗人迎難而上,自強、自立、自主,攻克了具有自主知識產權的星載原子鐘、星間鏈路、自主定軌、時間同步等關鍵技術難題,研發了“中國芯”,實現了衛星核心器部件國產化率100%。北斗三號衛星總指揮遲軍至今仍記得一個電話,那是一個生產重要元器件的國外廠商打來的。“她大意是希望跟北斗合作,向我們供應一個重要元器件。我只是簡單地回復了一句話:我們北斗三號,已經全面實現了單機和關鍵元器件自主可控。”遲軍說,“當時我是很自豪的,正是靠著自主創新,北斗徹底打破了核心器部件依賴進口、受制于人的局面,從而鑄造了北斗導航系統的‘中國魂。”
星載原子鐘好比是一塊手表,對北斗衛星導航系統的重要性如同人的心臟。原子鐘能夠為衛星導航用戶提供精確的時間信息服務,其高精度的時間基準技術直接決定著導航定位精度,是系統中的核心關鍵技術。如果原子鐘有1秒誤差,就意味著衛星定位會偏離30萬公里。原本我國打算訂購瑞士星載原子鐘。瑞士星載原子鐘價格高,且技術交流受嚴格限制,還可能存在安全風險。面對這個難題,北斗人更加堅定了信念:核心關鍵技術必須突破,不能受制于人。
當時,北斗人有這樣一句話:“六七十年代有原子彈,我們北斗人一定要有我們自己的原子鐘。”中國航天科技集團公司二院203所工程師李春景帶領研發團隊進行大量的分析、計算和驗證,僅用兩年時間,就攻克了原子鐘這個導航系統的最大技術屏障,還實現了“雙鐘”相互備份。現在用在北斗三號全球衛星導航系統上的原子鐘,其精度已達每300萬年才會出現1秒誤差,完全滿足了北斗系統的定位精度要求,提升了衛星的使用壽命。遲軍說,即便是在最艱難的時候,北斗團隊也從未動搖過國產化的信心和決心,要打造世界一流工程、實現航天強國夢,就離不開技術國產化。
北斗系統總設計師楊長風說:“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的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。”
“要走進千家萬戶,將造福千秋萬代”
2022年11月4日,國務院新聞辦公室發布的《新時代的中國北斗》白皮書指出,進入新時代,伴隨著中國發展取得歷史性成就、發生歷史性變革,中國北斗走上高質量發展之路,機制體系、速度規模等不斷實現新突破、邁上新臺階,創造了中國北斗耀蒼穹的奇跡。奇跡的背后,是廣大北斗人持續26年9000多個日日夜夜的奮斗,讓“中國的北斗”成為“世界的北斗”“一流的北斗”。
北斗三號全球衛星導航系統的建成開通,充分體現了我國社會主義制度集中力量辦大事的政治優勢。400多個單位、30余萬科研人員懷著“航天報國、科技強國”的使命和情懷,以“祖國利益高于一切、黨的事業大于一切、忠誠使命重于一切”的責任擔當,克服了難以想象的艱難困苦,在我國高端技術空白地帶白手起家,實現了北斗系統從無到有、從有到優、從區域到全球,彰顯出團結協作、眾志成城的中國精神和人民力量。楊長風說:“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,正走進千家萬戶,也將造福千秋萬代。”
2009年,北斗三號系統工程正式啟動后,新的難題出現了:中國的地面站在境外很難建立。北斗團隊的年輕人提出了建立星間鏈路的想法:讓衛星與衛星之間建立起穩定的鏈接,將遍布全球的衛星編織成一張網,只要有一顆衛星處在中國的領空,其他衛星便能通過它聯系到國內地面站。
星間鏈路這個方案是否可行呢?中國航天科技集團公司五院工程師康成斌和科研團隊提出建造一顆試驗衛星在地面緊縮場開展試驗驗證的想法。“我讀博士期間攻關做導航接收機,最令我受刺激的是,當時所接收的信號,大部分都是美國全球定位系統(GPS)的信號。所以,我就要來北斗,要做中國人自己的導航衛星。”康成斌說。“制造我們中國人自己的北斗衛星”,康成斌和科研團隊以此作為一路前行的動力。歷時5年,歷經百次嘗試,他們終于圓滿完成星間鏈路通信方案驗證,蹚出一條北斗“天路”。星間鏈路技術讓北斗三號“太空兄弟手拉手”,不僅解決了沒有地面站的問題,還大大提高了北斗系統的定位精度,7萬公里測距精度達到厘米級,相當于能看清幾十公里外的一根頭發絲。
楊長風說:“在北斗團隊中,有國家‘兩彈一星功勛獎章、‘共和國勛章獲得者孫家棟院士,80多歲高齡時依然和年輕的研發人員一起摸爬滾打,也有無數中青年科研技術骨干力量。大家萬眾一心,這是北斗系統工程的制勝基因。”
“中國在衛星導航領域發揮出領袖和榜樣作用”
2008年汶川特大地震發生后,率先到達重災區的戰士們用隨身攜帶的北斗衛星導航用戶終端機發出救援信號,為后續救援提供了寶貴依據,這里用到的正是北斗獨創的短報文技術。只要有一臺北斗終端,即使在沒有通信信號的海洋、沙漠或者通信基站遭到破壞的地方,也可以與外界進行緊急通信。
北斗三號全球衛星導航系統的發送短報文能力又有了大大提升,每次可達1200個漢字,還可以傳圖像、語音等內容。“這是北斗團隊技術攻關重大進步的一個標志。比如,遠洋漁船可以在海上沒有信號的地方,通過北斗終端發送全球短報文,報告船只位置和船上情況,有利于安全航行。”康成斌說。
2020年7月31日,北斗三號全球衛星導航系統正式建成開通。這對我國究竟意味著什么?它標志著由我國獨立自主研發的衛星導航系統實現了從無到有、從有到優、從區域到全球的歷史性跨越,我國擁有了屬于自己的,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。北斗系統向世界展現了我國的綜合國力和科技實力,是我國攀登科技高峰、邁向航天強國的重要里程碑,是新中國成立70多年來重大科技成就之一。
北斗飛天,星耀全球。面向未來,北斗應用發展將有無限可能。首任北斗系統總設計師孫家棟院士曾說:“北斗的應用只受到想象力的限制。”我國將在2035年前建成更加泛在、更加融合、更加智能的國家綜合定位導航授時體系,為未來智能化、無人化發展提供核心支撐,構建起覆蓋天空地海,基準統一,高精度、高智能、高安全、高效益的時空信息服務基礎設施。
習近平總書記指出:“中國愿同各國共享北斗系統建設發展成果,共促全球衛星導航事業蓬勃發展。”北斗系統的建設既立足中國,又放眼世界,以開放的姿態積極推動合作共贏,大國胸襟充分彰顯。北斗系統已經成為聯合國外空司全球衛星導航系統委員會認可的核心供應商,聯合國全球衛星導航系統國際委員會的徽標LOGO上有四顆衛星,中國的北斗就是其中之一。北斗系統已進入民航、海事、搜救衛星、移動通信等多個國際組織,支持北斗系統的多個國際標準已發布。北斗系統相關產品在全球廣泛輸出,向120余個國家和地區的上億級用戶提供優質的服務。聯合國外空司前任司長馬茲蘭·奧斯曼博士說:“中國在衛星導航領域發揮出領袖和榜樣作用。”
仰望星空,北斗璀璨;腳踏實地,行穩致遠。新時代北斗精神,帶著騰飛的希望,激揚起億萬中國人民同心共筑中國夢的磅礴精神力量,激勵我們在推進中國式現代化建設的新征程上繼續迎難而上,勇攀新的高峰。
(責任編輯:宋麗群)