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

　　余建斌 杨 欣 王新国

11月5日19时45分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功发射两颗北斗三号全球组网卫星。杨志远摄（人民视觉）

本报西昌11月5日电 （记者余建斌）11月5日19时45分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，以“一箭双星”方式成功发射第二十四、二十五颗北斗导航卫星。这两颗卫星属于中圆地球轨道卫星，是我国北斗三号第一、二颗组网卫星，开启了北斗卫星导航系统全球组网的新时代。

　　卫星入轨后，经测试及入网验证，可对外提供服务。此次北斗三号全球组网卫星首次发射，将稳步推动北斗三号系统建设，加快北斗系统尽早服务全球，造福全人类。北斗三号卫星将增加性能更优的互操作信号，在进一步提高基本导航服务能力基础上，按照国际标准提供星基增强服务及搜索救援服务。同时，还将采用更高性能的铷原子钟和氢原子钟。北斗三号在北斗二号性能的基础上，将进一步提升1至2倍的定位精度，达到2.5米—5米的水平。

　　据介绍，2009年北斗三号工程正式启动建设。在各大系统和众多参研参试单位共同努力下，我国全面突破系统核心关键技术，完成地面验证，卫星状态基本固化。从此次任务起，我国迎来新一轮北斗组网卫星高密度发射，到2018年底前后，将发射18颗北斗三号组网卫星，覆盖“一带一路”沿线国家；到2020年左右，完成30多颗组网卫星发射，实现全球服务能力。　

　　沙场，三军列阵。刚下演兵场的战旗、战士、战鹰、战车，接受最高统帅检阅，米秒不差；

　　南海，惊涛骇浪。世代漂泊在这里求妈祖、讨生活的渔民，如今无论到哪块海域、哪个岛礁，都在祖国俯瞰之中；

　　汶川，山崩地裂。震中20多个小时音讯全无，突破死亡线赶到的部队，第一时间发出100余字短报文，字字千金……

　　这些，都缘自翱翔星空的中国“北斗”。

　　11月5日，北斗三号全球组网卫星“一箭双星”成功发射，开启了北斗卫星导航系统全球组网的新时代。

　　北斗，已成为当代中国一张耀眼的“国家名片”。

　　大国重器，惟有自力更生

　　将我国自主建造的卫星导航系统命名为“北斗”，饱含着近代以来中国历经劫难的清醒、走向复兴的企盼：中国命运必须自己掌控，大国重器必须自己打造。

　　上世纪90年代，在海湾战争中，装载GPS的精确打击武器首次大规模使用，作战效能令全球震惊，显示出卫星导航系统对一个国家的重要意义。

　　1994年，在国家经济实力、技术基础仍非常薄弱的情况下，党中央、国务院和中央军委毅然决定启动北斗一号工程，进行卫星导航试验探索。彼时，美国GPS、俄罗斯格洛纳斯各发射了20多颗卫星，已完成了全球组网。

　　放眼星空，最适合卫星导航的黄金频段已被美俄全部占用。我国与同时希望建设自己卫星导航系统的欧盟，推动国际电联从航空导航频段中，最大限度地挤出一小段频率，提供卫星导航共同使用。这一小段频率，是建设一个全球导航系统最基本的频率需求，各国均可平等申请。2000年4月17日，北斗和伽利略系统同时成功申报。按照国际电联规则，必须在7年有效期内成功发射导航卫星。

　　摆在北斗人面前的只有两条路，一是寻求合作，共用资源；二是独立发展，抢占主动。

　　北斗人一方面立足独立自主建设，一方面积极寻求国际合作。但对中国这样的大国，在关系国家重大竞争力的合作中，自身没有过硬实力和核心技术，往往难有对等交流。与欧盟的多轮频谱合作谈判进展缓慢。

　　2005年，欧盟发射了首颗伽利略导航卫星。此时，距北斗申请使用的频段有效期只剩不到3年时间，如果不能在此期限内成功发射一颗导航卫星，频段就只能花落别家。但首颗北斗导航卫星还在研制中。

　　集中力量办大事的制度优势再次凸显。在全社会相关行业、领域、单位、人员的通力协作下，北斗人背水一战，倒排工期，硬是将原定2007年底发射的首颗卫星，调整到2007年2月底，提前完成全部研制工作。

　　2007年4月初，首颗北斗导航卫星终于如期矗立在发射塔架上。同年4月14日4时11分，这颗肩负着重要使命的卫星，从西昌卫星发射中心发射升空，成功进入预定轨道。两天后的16日20时许，北京终于清晰接收到来自这颗卫星的信号。

　　这一刻，距离国际电联规定的频率申请失效最后期限不到4个小时。

　　中国北斗一飞冲天，赶上了建设全球卫星导航系统的最后一班车。

　　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。

　　利国惠民，发展永无止境

　　北斗的建成，举全国之力；北斗的发展，集民众之智；北斗的应用，惠民生所需。

　　国之重器，其利于国。

　　导弹呼啸、战机轰鸣、军舰破浪、将士列阵，北斗如影随形，战场的主动权、战斗力的增长极牢牢掌控在自己手中。

　　5万余艘渔船、400多万辆营运车辆安装了北斗终端，民航也将依托北斗建设航空器全球追踪系统，交通更加安全可控。

　　地质灾害多发的云贵川陕等地，大桥、隧道、边坡以及城市的灯塔、高楼、老旧房屋，北斗实时监测、预判危险、及时报警，人民生命财产安全更有保障。

　　耕地辽阔的新疆、黑龙江等地，农业机械安装北斗终端，拖拉机自动沿线耕作，无人机自动定量喷洒农药，土地使用率提高5%，复播准确率提高到100%，农药节省40%，劳动生产效益大幅提升。

　　2015年“4·25”尼泊尔地震，北斗“穿越”可可西里、“翻越”唐古拉山，指引救援队伍千里驰援。今年8月8日四川九寨沟地震，北斗短报文第一时间将灾区情况送达应急指挥中心。8月下旬，超级台风“天鸽”突袭广东，347艘渔船在北斗引导下安全回港……“北斗呼叫，天降神兵！”面对一起起突发重大灾害，北斗开启一扇扇“生命之门”。

　　利民之事，丝发必兴。

　　利用北斗定位和网络技术，市场上销售的“北斗菜”，扫一扫二维码，就能追踪它长在谁家地、用的谁家种、施过什么肥。一些地方的水果种植、畜牧养殖，以至中药生产，都开始利用北斗终端进行溯源管理、全过程监控，老百姓关注的食品药品安全问题有望从技术上得以解决。

　　打开“嵌入”北斗的电子地图、约车软件，出行更加便利。共享单车乱停乱放、长途运营疲劳驾驶、超速越线违章行车，运用北斗，都可识别、可定位、可监管、可处罚。

　　使用北斗手机，老人遇到紧急情况只需按下求救按钮，就会立刻发送精准信息；戴着北斗手表的儿童，一旦离开安全区域，父母就会收到报警信号。“接地气”的中国北斗，越来越成为人们贴心、便利、可靠的忠实伴侣和“守护神”。

　　创新引擎，潜能无限。

　　“北斗+物流”“北斗+支付”……全新的“北斗+”生产生活方式初见端倪。

　　当前，北斗的高精度定位、高精度授时、短报文发送功能，与互联网、大数据、云计算、先进“智造”等碰撞融合，不断产生巨大的经济社会效益。一条完整的北斗产业链初具规模：全国从事北斗开发应用的企业已达1.4万家，从业人员近45万，总体产值2118亿元；在70多个国家和地区，吸引了大量忠实的“北斗粉丝”。“自主创新、团结协作、攻坚克难、追求卓越”，北斗精神厚积薄发。北斗的发展，已远远超越当年的设计，未来将只受想象力限制。

　　今天，你“北斗”了吗？