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北斗全球组网背后的“中国力量”

  • 2020-06-24 09:47
  • 来源:中工网
  • 编辑:admin
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贡献“中国方案” 彰显“中国智慧” 创造“中国速度”

北斗全球组网背后的“中国力量”

工人日报-中工网记者  赵航

  “中国人数十年的梦想今天终于实现了,这是几代人的期盼、拼搏、汗水和心血的结晶。”6月23日9时43分,看着直播画面里第30颗北斗三号卫星发射成功,中国卫星导航定位协会首席科学家曹冲激动不已。

  这颗“收官之星”的成功发射,标志着由3颗地球静止轨道卫星、3颗地球倾斜同步轨道卫星和24颗中圆轨道卫星组成的北斗三号全球卫星导航系统星座部署最后一步完成。

  中国卫星导航系统管理办公室称,该卫星在经过一系列在轨测试入网后,将进行北斗全系统联调联试,在确保系统运行稳定可靠、性能优异基础上,择机面向用户提供完整的全球定位导航授时服务,以及星基增强、短报文通信、精密单点定位等特色服务。

  “相信不远的未来,中国的北斗将点亮世界卫星导航的天空。”曹冲说,从贡献“中国方案”到彰显“中国智慧”,再到创造“中国速度”,北斗一次次向世界彰显了“中国力量”。

  图为6月23日,我国北斗三号全球卫星导航系统最后一颗组网卫星在西昌卫星发射中心点火升空。

  当日上午,因技术原因推迟一周发射的北斗三号最后一颗全球组网卫星在西昌卫星发射中心“重启”发射后成功布阵太空,我国提前半年全面完成北斗全球卫星导航系统星座部署。新华社发(胡煦劼 摄)

  披荆斩棘,贡献“中国方案”

  浩瀚的星空充满了无穷的想象和可能,但长久以来,美国GPS“独霸天下”,占据了时空定位的话语权。

  “时间和空间是万物之基,对保障国民经济正常运行,和稳固国防安全至关重要。”曹冲告诉《工人日报》记者,拥有独立自主的全球卫星导航系统,不仅是航天实力的重要组成部分,更是国家战略的重要一环。

  北斗系统是我国迄今为止所建造的规模最大、覆盖范围最广、性能要求最高的巨型复杂航天系统。从上世纪80年代提出设想,到1994年北斗一号建设正式启动,几代北斗人披荆斩棘,经过30多年的实践探索,为世界卫星导航发展贡献了一套“中国方案”。

  1983年,我国著名电子学专家陈芳允院士介绍了利用地球同步卫星进行定位和通信的设想,解决快速定位与通信问题,这一理论后来被归纳为“双星定位”,成为日后北斗系统建设发展的奠基理论。在双星定位系统的基础上,中国北斗按照“三步走”战略 ,走出了一条中国特色的卫星导航系统建设发展道路。

  按照规划,第一步,在2000年底建成北斗一号系统,向中国提供服务;第二步,2012年底建成北斗二号系统,向亚太地区提供服务;第三步,2020年建成北斗三号系统,向全球提供服务。

  在美国GPS、俄罗斯格洛纳斯、欧洲伽利略等导航系统纷纷以单一轨道卫星部署星座的背景下,中国北斗根据自身条件独树一帜,采用三种轨道卫星组成混合导航星座。独特的“中国方案”,让北斗系统拥有众多其他卫星导航系统所不拥有的优势。

  据曹冲介绍,北斗系统有更多的高轨卫星,抗遮挡能力强,尤其在低纬度地区性能优势更为明显;北斗能够通过多频信号组合使用等方式提高服务精度;北斗创新融合了导航与通信能力,具备基本导航定位授时、短报文通信、精密单点定位等多种服务能力。

  自主创新,彰显“中国智慧”

  “北斗一号打破了国外技术垄断,建立起国际上首个基于双星定位原理的区域有源卫星定位系统;北斗二号攻克了以导航卫星总体技术、高精度星载原子钟等为代表的多项关键技术;而北斗三号更是一马当先,开始了从并跑到领跑的征程。”北斗卫星导航系统工程副总设计师、中国航天科技集团所属中国空间技术研究院卫星首席总设计师谢军说,从“埋头追赶”到“昂首领跑”,从“受制于人”到“独立自主”,从“双星定位”到“全球导航”,北斗走出了一条自主创新的新路。

  这个过程殊为不易。

  早在项目最初的总体设计方案评审会上,针对北斗导航电文参数如何解算问题就存在激烈的争论,多数人主张采用与GPS相同的技术体制,但北斗三号系统运控系统总设计师陈金平抓住了技术发展趋势,认为导航通信多业务一体化融合更适合北斗系统,并鼓励团队说:“我们要坚定地走自主创新之路,勇敢地走最适合中国北斗导航系统之路。”

  “自主创新”这个词,记者在采访过程中多次听北斗人提及。简单的一句话背后,往往意味着要付出远超越常人的努力。

  星载原子钟被称为导航卫星的“心脏”,原子钟精度决定卫星导航系统的定位和授时精度。星载原子钟精度要求高,技术难度大,曾长期为美国、俄罗斯、瑞士等少数国家所垄断。为了满足北斗系统工程建设需求,中国科学院精密测量科学与技术创新研究院梅刚华研究员及其团队开展了长达20余年的科技攻关,为了让卫星导航系统“心脏”跳动出“中国心率”,期间甚至没有正常休过一个长假。

  正是在这样艰苦卓绝的奋斗中,北斗人用了20年的时间,走完了其他全球卫星导航系统40多年的发展之路。

  一代代北斗人用热血和汗水浇灌的北斗系统,不负众望地交出了一份举世瞩目的成绩单:北斗基础产品现已实现国产化,北斗芯片、模块等关键技术全面突破,性能指标与国际同类产品相当。截至2019年底,国产北斗导航型芯片、模块等基础产品销量已突破1亿片,国产高精度板卡和天线销量分别占国内市场30%和90%的市场份额……

  舍我其谁,创造“中国速度”

  北斗三号收官发射一波三折、玉汝于成。之前,因两次航天发射任务失利,工程全线举一反三 ,进行质量复查,发射时间由5月调整至6月;6月16日,因临射前发现产品技术问题,为确保百分百成功、不带任何隐患上天,发射再次推迟。

  即便如此,到6月23日9时43 分北斗三号最后一颗全球组网卫星成功发射,北斗三号全球卫星导航系统星座部署仍比原计划提前半年完成。

  创造奇迹的“中国速度”背后是航天战线求真务实的科学精神和一代代中国航天人“舍我其谁”的报国初心。

  2020年春,北斗三号系统正处于攻坚冲刺的最后关键阶段,然而一场突如其来的疫情,给原本就紧张的系统研制建设任务带来了诸多困难,厂家人员无法进场、大量成员需要隔离、设备物资得不到保障……面对严格的防控要求和雷打不动的建设时限,北斗三号系统运控系统副总设计师刘利带头住进了办公区。

  住在办公区的日子里,工程师洪源告诉记者,自己并不孤单,因为“天上有几十颗小星星在陪伴。”洪源5岁的女儿沐沐知道妈妈每天都会和天上的星星“打电话”,于是开始认真地折千纸鹤,她说:“千纸鹤折够了,就能飞到天空陪伴星星,到那时,妈妈就能回家陪沐沐了。”

  凭借这种“舍我其谁”的报国热情,团队成员硬是从疫情手中生生夺回了被耽误的时间。相比原计划,北斗三号全球系统星座部署提前半年完成。

  高速发展的北斗也将随着北斗三号全球系统星座部署的完成,飞入更多寻常百姓家。

  “据统计,在中国入网的智能手机里面,已经有70%以上的手机提供了北斗服务,北斗陪伴无处不在。”曹冲认为,未来世界万物互联,准确感知事物处于“何时”“何地”是互联互通的前提,而能为全球用户提供全天候、全天时、高精度的定位导航授时服务的北斗三号全球系统,为未来世界提供了无限可能。

  “北斗+高铁,智能高铁自动开停,自动运行,把古人‘千里江陵一日还’的遥想变成事实。北斗+5G,将提供一种基于精准时空的智能可信导航服务,人工智能加持下,交通出行会更加安全。基于北斗、5G的智慧城市,事故率将越来越趋近于零……”曹冲说,高速发展的北斗正为未来生活勾勒出一幅幅绚烂蓝图。

  (中工网北京6月23日电)

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