北斗三號正式收官!回顧“中國星座”30年建設(shè)歷程

北斗三號正式收官!回顧“中國星座”30年建設(shè)歷程
9月19日,第59、60顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星發(fā)射成功,北斗三號全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)工程正式收官!回顧“中國星座”30年建設(shè)歷程,無數(shù)科研人員聚力攻關(guān),以“中國方案”成就了一流的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),可以說,自主創(chuàng)新是北斗的命脈。

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  9月19日9時14分,我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長征三號乙運載火箭與遠征一號上面級,成功發(fā)射第59、60顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星。新華社發(fā)(楊熙 攝)

  9月19日9時14分,我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長征三號乙運載火箭與遠征一號上面級,成功發(fā)射第59、60顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星。

  據(jù)中國衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)管理辦公室介紹,這組衛(wèi)星升級了星載原子鐘配置,搭載了新型星間鏈路終端,入網(wǎng)工作后,將進一步提升北斗三號全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)可靠性及定位導(dǎo)航授時、全球短報文通信等服務(wù)性能,將在支撐北斗系統(tǒng)穩(wěn)定運行和北斗規(guī)模應(yīng)用的同時,為下一代北斗導(dǎo)航衛(wèi)星技術(shù)升級進行相關(guān)試驗。

  這是北斗三號全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的最后兩顆衛(wèi)星。發(fā)射任務(wù)的成功,標志著北斗三號全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)工程正式收官,意味著中國人獨立自主建設(shè)的北斗系統(tǒng)進入發(fā)展新征程。下一步,我國將加快推動下一代北斗系統(tǒng)建設(shè)發(fā)展,加大對不依賴衛(wèi)星的多種定位導(dǎo)航授時手段的技術(shù)攻關(guān)。2035年前,我國將建設(shè)完善更加泛在、更加融合、更加智能的綜合時空體系。

1994年,我國啟動北斗一號工程

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北斗一號工程啟動。圖源:央視網(wǎng)

  建設(shè)自主衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),對于提高一個國家的國際地位、促進國民經(jīng)濟發(fā)展、保障經(jīng)濟社會安全、維護國防安全等,都具有十分重要的戰(zhàn)略意義。

  早在20世紀60年代中期,美國軍方GPS就已經(jīng)開始投入使用,并長期占據(jù)壟斷地位。海灣戰(zhàn)爭中,美軍利用GPS技術(shù)精確定位,在茫茫沙漠中快速機動,不僅有效避開了伊拉克軍隊的防線,還幫助美軍準確投放精確制導(dǎo)武器,大大提高了打擊效率。

  在這場被稱為"第一次信息化戰(zhàn)爭"的沖突中,GPS導(dǎo)航系統(tǒng)顯示的強大威力。讓國人深刻地認識到:沒有自己的導(dǎo)航衛(wèi)星,無異于將高樓建造在別人的地基上。只有研制出我國自己的“GPS”,才能打破受制于人的局面。1994年,我國正式啟動北斗一號工程,展開相關(guān)試驗探索。在這一年的3月,美國已完成GPS衛(wèi)星星座布設(shè),俄羅斯也在1995年完成了格洛納斯導(dǎo)航衛(wèi)星全球組網(wǎng)。

“雙星定位”:從無到有,另辟蹊徑

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“雙星定位”。圖源:央視網(wǎng)

  建設(shè)屬于自己的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),決不是一條簡單的路。剛成立的籌建辦可以用“上無片瓦,下無寸土,身無分文”來形容,是地地道道的“一無所有”。

  首先是缺技術(shù),國外的GPS系統(tǒng)已經(jīng)建成多年,而國內(nèi)缺少相應(yīng)的技術(shù)積累,一切都得從零開始;其次是缺經(jīng)費,當時國家改革開放時間不長,各個地方都要用錢,北斗項目啟動之初資金匱乏;還有就是缺人才,籌建初期僅有被稱為“十八棵青松”的18名技術(shù)人員,雖然后面陸陸續(xù)續(xù)有不少新同志加入,但是由于當時國內(nèi)高校沒有衛(wèi)星導(dǎo)航專業(yè)學科,多數(shù)都是半路出家、從頭學起。

  美俄導(dǎo)航系統(tǒng)實現(xiàn)精確定位至少需要四顆衛(wèi)星,中國從無到有,困難重重,只能另辟蹊徑。陳芳允院士提出“雙星定位”方案,即:把地心視為一顆虛擬衛(wèi)星、再發(fā)射兩顆地球同步衛(wèi)星構(gòu)成星座,可實現(xiàn)對區(qū)域內(nèi)地面目標的快速定位。最小的星座、最少的投入、最短的周期……這一方案,使我國衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)從無到有變?yōu)榭赡堋?/p>

  那時候,80多歲高齡的陳芳允院士,每天都在思考怎樣用最低的代價建成北斗,用什么技術(shù)體制、天地應(yīng)該怎樣協(xié)同最穩(wěn)妥,他說:“民族的才是世界的,我們要走自己的路?!彼膭钅贻p人放開手腳大膽創(chuàng)新,一有新想法,就讓大家去他家討論。陳芳允院士的家里非常簡陋,大家常常坐在簡易的桌椅旁,一討論就是大半天。

創(chuàng)造性制定“三步走”發(fā)展戰(zhàn)略

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“分步走”戰(zhàn)略。圖源:央視網(wǎng)

  就在這樣一窮二白的基礎(chǔ)上,中國迎難而上、敢打硬仗,北斗工程首任總設(shè)計師孫家棟院士,帶領(lǐng)北斗人創(chuàng)造性提出了“分步走”戰(zhàn)略,即:先試驗后建設(shè),先國內(nèi)后周邊,先區(qū)域后全球,以“中國方案”成就了一流的中國北斗。

  第一步,建設(shè)北斗一號系統(tǒng)(北斗衛(wèi)星導(dǎo)航試驗系統(tǒng))。1994年,啟動北斗一號系統(tǒng)工程建設(shè);2000年,發(fā)射2顆地球靜止軌道衛(wèi)星,建成北斗一號系統(tǒng)并投入使用。

  第二步,建設(shè)北斗二號系統(tǒng)。2004年,啟動北斗二號系統(tǒng)工程建設(shè);2012年建成北斗二號系統(tǒng),面向亞太地區(qū)提供無源定位服務(wù)。

  第三步,建設(shè)北斗全球系統(tǒng)。2009年,啟動北斗全球系統(tǒng)建設(shè);2020年,北斗三號系統(tǒng)正式建成開通,為全球用戶提供衛(wèi)星導(dǎo)航服務(wù)。

中國人自己干出來的“核心技術(shù)”

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    北斗系統(tǒng)的短報文服務(wù)在汶川抗震救災(zāi)中發(fā)揮了重要作用。解放軍報資料圖片

  關(guān)鍵核心技術(shù)是要不來、買不來、討不來的?!啊奕恕瘜ξ覀兗夹g(shù)封鎖,不讓我們站在肩膀上,唯一的辦法,就是自己成為巨人?!北倍芬惶栃l(wèi)星總指揮李祖洪說,“北斗的研制,是中國人自己干出來的?!?/p>

  秉承“探索一代,研發(fā)一代,建設(shè)一代”的創(chuàng)新思路,中國北斗始終把發(fā)展的主動權(quán)牢牢掌握在自己手中,以志不改、道不移的堅守拼下累累碩果,打破了美國GPS系統(tǒng)壟斷局面,增強了中國在國際導(dǎo)航領(lǐng)域的話語權(quán)和主動權(quán)。

  北斗一號系統(tǒng)原創(chuàng)性地提出雙星定位方法,打破國外技術(shù)壟斷,建立了國際上首個基于雙星定位原理的區(qū)域有源衛(wèi)星定位系統(tǒng)。該星座的短報文服務(wù)在國際導(dǎo)航領(lǐng)域獨一無二,在汶川地震等國家重大事件中發(fā)揮了至關(guān)重要作用。

  北斗二號系統(tǒng)突破了區(qū)域混合導(dǎo)航星座構(gòu)建、高精度時空基準建立的關(guān)鍵技術(shù),實現(xiàn)了星載原子鐘國產(chǎn)化,并在國際上首次實現(xiàn)混合星座區(qū)域衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。北斗三號又在星間鏈路方面走在了全球前面,服務(wù)模式更加全面,實現(xiàn)了星載大功率微波開關(guān)、行波管放大器等關(guān)鍵國產(chǎn)化元器件和部組件成功應(yīng)用,打破核心器部件長期依賴進口、受制于人的局面,為全球組批研制快速組網(wǎng)建設(shè)鋪平了道路。

西昌,北斗導(dǎo)航衛(wèi)星的“母港”

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西昌衛(wèi)星發(fā)射中心。圖源:中國軍網(wǎng)-解放軍報

  西昌衛(wèi)星發(fā)射中心是發(fā)射長征三號甲系列運載火箭的“主場”。這里地質(zhì)結(jié)構(gòu)堅實,在地面發(fā)射、跟蹤測量、通信布網(wǎng)等方面具有天然優(yōu)勢。西昌衛(wèi)星發(fā)射中心還具有較低的緯度、較適宜的溫度等有利條件,是發(fā)射北斗衛(wèi)星的優(yōu)選之地。

  西昌衛(wèi)星發(fā)射中心承擔了全部北斗衛(wèi)星發(fā)射任務(wù)。作為北斗導(dǎo)航衛(wèi)星的“母港”,自20世紀初,西昌衛(wèi)星發(fā)射中心技術(shù)部就將自主可控要求落實到關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)、發(fā)射場設(shè)備研發(fā)等各環(huán)節(jié),在發(fā)布的標準規(guī)范、質(zhì)量管理文件中也明確提出了“自主可控”要求?;仡櫘斈辏鞑l(wèi)星發(fā)射中心某發(fā)射測試站衛(wèi)星保障系統(tǒng)總工程師郭俊超說:“建成中國自己的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),挺直中國人的腰桿,我們義不容辭?!?/p>

建設(shè)世界一流航天發(fā)射場。圖源:我們的太空

  西昌航天人,與北斗共成長。西昌衛(wèi)星發(fā)射中心通過不斷的技術(shù)創(chuàng)新解攻克多個自主可控重大技術(shù)難題,將火箭測試時間由2個月縮短至15天,發(fā)射成功率達到100%。

  2000年10月31日,長征三號甲系列運載火箭托舉我國首顆北斗導(dǎo)航試驗衛(wèi)星飛向太空,北斗任務(wù)首戰(zhàn)告捷;2011年,西昌衛(wèi)星發(fā)射中心首次采用現(xiàn)代信息技術(shù),成功發(fā)射我國第8顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星,綜合發(fā)射試驗水平穩(wěn)步提升;2018年,北斗系統(tǒng)一年內(nèi)完成10箭19星發(fā)射,創(chuàng)下世界衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)航天發(fā)射的新紀錄;2020年6月23日,隨著第55顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星發(fā)射成功,北斗三號全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)星座提前完成部署!

自主創(chuàng)新,成就靚麗“國家名片”

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遠望6號測量船在執(zhí)行北斗衛(wèi)星發(fā)射測控任務(wù)。倪棟梁攝 圖源:中國軍網(wǎng)-解放軍報

  2020年7月31日,北斗三號全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)正式建成,面向全球用戶提供完整的全天時、全天候、高精度全球定位導(dǎo)航授時服務(wù)。目前,北斗已躋身國際海事組織、國際搜救衛(wèi)生組織,在國際事務(wù)中發(fā)揮著越來越重要的作用,是聯(lián)合國全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)國際委員會認定的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)四大核心供應(yīng)商之一。

  自1994年立項以來,30年間,全體北斗人秉承“自主創(chuàng)新、開放融合、萬眾一心、追求卓越”的新時代北斗精神,踐行“中國的北斗、世界的北斗、一流的北斗”發(fā)展理念,將北斗系統(tǒng)建設(shè)成為靚麗的“國家名片”。

  北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)標志。圖源:北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)網(wǎng)

  新時代北斗精神的基本內(nèi)涵,第一條就是自主創(chuàng)新??梢哉f,自主創(chuàng)新是北斗的命脈?,F(xiàn)在回過頭來看,這么復(fù)雜的大工程,我們沒有走什么彎路,其實就是因為當初沒有照抄國外的經(jīng)驗,而是堅持了自主創(chuàng)新的道路。

  從北斗一號到北斗二號、北斗三號,30余萬名科研人員聚力攻關(guān),成就了一段氣勢磅礴的“中國星座”建造史。下一步,我國將加快推動下一代北斗系統(tǒng)建設(shè)發(fā)展,加大對不依賴衛(wèi)星的多種定位導(dǎo)航授時手段的技術(shù)攻關(guān)。2035年前,我國將建設(shè)完善更加泛在、更加融合、更加智能的綜合時空體系,為全球更多用戶提供精準可靠的衛(wèi)星導(dǎo)航服務(wù),真正實現(xiàn)在導(dǎo)航授時領(lǐng)域的從追趕到領(lǐng)跑,從比肩到超越!


  綜合整理自:新華網(wǎng)、央視網(wǎng)、中國軍網(wǎng)-解放軍報、科技日報、南方日報等