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中国北斗联天下

“一箭双星”成功发射,标志北斗卫星导航系统开始全球组网

2017年11月06日 08:51 | 作者:余建斌 杨欣 王新国 | 来源:人民日报
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后发赶超,闯出一条新路

闯出一条新路,是中国人的自信。建设中国北斗,在这个发展中国家,在受到技术严密封锁情况下,不可能循着别人的路走,必须砥砺前行、换道超车。

探路——北斗人不相信有完不成的任务,不相信有克服不了的困难,不相信有战胜不了的敌人,他们迎着困难上,“摸着石头过河”。

按照空间定位原理,对地球上一个目标点进行定位,至少需要3颗卫星;考虑到时间误差,精确定位至少需要4颗卫星。这就是GPS和格洛纳斯的工作原理和全球组网方案。如果按这条路探索试验,以我国当时的综合国力,可望而不可即。

陈芳允院士,“两弹元勋”“863计划”倡导者之一,创造性提出了“双星定位”建设方案。这一方案用当时中国最成熟的航天技术,以最小的星座、最少的投入、最短的周期,实现了卫星导航系统建设的自主可控。

绘路——按照别人的图纸搞建设,无异于削足适履。中国北斗,需求牵引、创新驱动,哪里急需、哪里先建,边建边用、逐步延伸……

建成覆盖全球的导航定位系统,至少需要24颗卫星,美俄用了20多年时间。但维护我国国家主权、安全、发展利益刻不容缓,经济社会发展现实需求迫切,拖不起、等不得。

孙家栋院士,“两弹元勋”、东方红一号卫星总设计师、北斗工程首任总设计师,带领北斗人创造性提出了“分步走”战略,先试验后建设,先国内后周边,先区域后全球。

地球自转“日行八万里”,导航卫星绕飞不间断,要为地面一个特定区域提供连续稳定的导航服务,按照GPS和格洛纳斯采取的单一轨道星座构型,在全球组网完成之前无法实现。

北斗人再次开创性地设计了混合星座构型。2012年底,建成由地球同步轨道卫星、倾斜同步轨道卫星和中圆轨道卫星共14颗星构成的北斗二号卫星导航系统,实现了全天时全天候为亚太大部分地区提供定位导航授时服务。

到2020年左右,我国全面建成小康社会之际,全部30多颗北斗三号卫星将光耀全球。

筑路——人类对时空的精准需求永无止息,建设满足国家和人民需求的导航系统,标准高、难题多、基础弱,遍地荆棘中,北斗人勇攀巅峰。

时间精度是卫星导航的命门,导航系统普遍运用原子钟维持时间精度。过去,只有少数国家能制造高精度原子钟。核心技术终究得靠自己,有骨气的北斗人不到两年时间,就自主研制出稳定度极高的原子钟,300万年只有1秒误差,彻底打破了他国垄断。

定位精度是导航系统的生命。单纯依靠卫星,目前定位精度大都在10米量级。要进一步提高精度,只在天上下功夫,短期内难有大的突破。北斗人发现,国家气象、交通、国土资源等行业已建有大量GPS基准站,通过技术升级改造,即可变为北斗基站,进一步新建和调整优化布局,即可建成国土范围内无缝隙覆盖的北斗地基增强网。2017年,1400多个北斗基站遍布全国,上万台套设备组成星地“一张网”,国内定位精度全部达到亚米级,部分地区达到分米级,最高精度甚至可到厘米或毫米级。

2016年,北斗二号卫星工程以4个国际首创、10大技术创新、128项发明专利和其他72项知识产权,获得国家科技进步特等奖。大器晚成的中国北斗,成功登上了我国科技重大工程的创新之巅。

拓路——道路承载着发展、连接着友谊。中国北斗秉持和践行“世界北斗”的发展理念,努力服务全球、造福人类。

服务全球,必须覆盖全球。在难以全球布设地面站管理卫星的情况下,必须建立卫星之间的星间链路,实现卫星管卫星,这是世界导航领域的前沿技术,也是北斗三号工程建设必须解决的难题。2015年8月,两颗全球系统试验卫星首次建立起星间链路,标志着我国掌握了这一国际领先的核心技术。

服务全球,必须融入全球。3年前,北斗与GPS在达成频率兼容共识基础上,正式建立合作机制,共同推动民用卫星导航技术发展。两年前,北斗与伽利略完成卫星导航频率协调工作。不久前,北斗与格洛纳斯成功进行两大系统的兼容试验,联手打造兼容使用、精度更高卫星集群的前景可期。

服务全球,必须用于全球。北斗二号建成后,在向国内提供系统服务的同时,即公开向南北纬55度、东经55度到180度的亚太地区提供定位精度优于10米、测速精度优于0.2米/秒、授时精度优于50纳秒的免费服务。

在我国周边和“一带一路”沿线,巴基斯坦的交通运输、港口管理,缅甸的土地规划、河运监管,老挝的精细农业、病虫灾害监管,文莱的都市现代化建设、智慧旅游……北斗正在提供心贴心定制服务;分别与马来西亚、新加坡等开展交流合作,与沙特、阿联酋等国家制定推进措施,在泰国建成小型北斗地基增强系统示范网……北斗彰显的中国胸怀和中国贡献伴随“太空丝路”不断延展。

编辑:李敏杰

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关键词:北斗 卫星 全球 中国

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