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中國北斗聯天下
新華社西昌11月5日電題:中國北斗聯天下
李國利,、楊欣、王新國
沙場,,三軍列陣,。剛下演兵場的戰(zhàn)旗、戰(zhàn)士,、戰(zhàn)鷹,、戰(zhàn)車,接受最高統(tǒng)帥檢閱,,米秒不差,。
南海,驚濤駭浪,。世代漂泊在這里求媽祖,、討生活的漁民,如今無論到哪塊海域,、哪個島礁,,都在祖國俯瞰之中。
汶川,,山崩地裂,。震中映秀20多小時音訊全無,突破死亡線趕到的部隊,,第一時間發(fā)出100余字短報文,,字字千金。
街頭,,車水馬龍,。行色匆匆的人們,隨時能精準找到最近位置的旅館,、小吃店,、共享單車,,“出門一時難”成為過去。
這些,,都因緣翱翔星空的中國北斗,。
2014年,在中阿合作論壇第六屆部長級會議上,,提出北斗系統(tǒng)落地阿拉伯項目的倡議,。
2015年,我國與俄羅斯簽署北斗和格洛納斯衛(wèi)星導航系統(tǒng)共用兼容性聲明,。
2016年,,我國與阿盟國家舉辦第一屆北斗合作論壇。
2017年,,黨的十九大勝利閉幕后,,北斗三號全球導航系統(tǒng)組網發(fā)射又點火啟動。
北斗,,已成為當代中國展向世界的一張亮麗“名片”,。
中國選擇:大國重器,惟有自力更生
“復移小凳扶窗立,,教識中天北斗星,。”自古以來,,北斗就是中華民族的指路明燈,。
將我國自主建造的衛(wèi)星導航系統(tǒng)命名為“北斗”,飽含著近代以來中國歷經劫難的清醒,、走向復興的企盼:中國命運必須自己掌控,,中國重器必須自己打造,中國建設必須自力更生,、艱苦創(chuàng)業(yè),!
1990年海灣戰(zhàn)爭中,裝載GPS的精確打擊武器首次大規(guī)模使用,,作戰(zhàn)效能令全球震驚,。戰(zhàn)火尚未遠去,思想烽火已燃,。衛(wèi)星導航系統(tǒng)之于一個國家,究竟意味著什么,?
如果說導彈是槍,,原子彈是子彈,那衛(wèi)星導航就是精確瞄準具,。早在上世紀70年代,,從事“兩彈一星”的先驅們,,就啟動過“燈塔一號”工程進行探索。終因經濟和技術方面難以支撐,,被迫下馬,。
1994年,在國家經濟實力,、技術基礎仍然非常薄弱的情況下,,黨中央、國務院和中央軍委毅然決策啟動北斗一號工程,,進行試驗探索,。
彼時,美國GPS,、俄羅斯格洛納斯各發(fā)射了20多顆衛(wèi)星,,已完成了全球組網。而我國正面對1989年以來西方國家對我實施的最嚴密技術封鎖,。
彼時,,最適合衛(wèi)星導航的黃金頻段美俄已全部占用。我國與同時希望建設衛(wèi)星導航系統(tǒng)的歐盟,,推動國際電聯從航空導航頻段中,,最大限度地擠出一小段頻率,提供衛(wèi)星導航共同使用,。
這一小段頻率,,只有黃金頻段的四分之一,卻是建設一個全球導航系統(tǒng)最基本的頻率需求,,且各國均可平等申請,。2000年4月17日,北斗和伽利略系統(tǒng)同時成功申報,。按照國際電聯規(guī)則,,必須在7年有效期內成功發(fā)射導航衛(wèi)星。
擺在我們面前的只有兩條路,,一是尋求合作,,共用資源;二是獨立發(fā)展,,搶占主動,。
北斗人一方面立足獨立自主建設,另一方面積極尋求國際合作,。但對中國這樣的大國,,在關系國家重大競爭力的合作中,自身沒有過硬實力和核心技術,,往往難有對等交流,,處處面臨不平等壁壘,。我們與歐盟的多輪頻譜合作談判,進展緩慢,。
2005年,,歐盟發(fā)射了首顆伽利略導航衛(wèi)星。此時,,距離我們申請使用的頻段有效期只剩不到3年時間,,而我們的首顆北斗導航衛(wèi)星還在研制之中。
社會主義道路集中力量辦大事的制度優(yōu)勢再次凸顯,!在全社會相關行業(yè),、領域、單位,、人員的通力協作下,,北斗人背水一戰(zhàn),倒排工期,,一周“5+2”,、每天“白+黑”,硬是將原定2007年底發(fā)射的首顆衛(wèi)星,,調整到2007年2月底,,提前完成全部研制工作。
2007年4月初,,首顆北斗導航衛(wèi)星終于如期立在發(fā)射塔架上,。
各項測試進展非常順利,但在發(fā)射前的最后檢測中,,衛(wèi)星上應答機卻出現了小異常,。盡管這不是個大問題,發(fā)生故障的概率也不高,,卻有可能影響信號的正常傳回,。
這是絕不能允許的!即便只有萬分之一的故障,,也必須徹底歸零,。
北斗人重新打開已矗立在塔架上的星箭組合體,拆出應答機,。3天72小時的不眠不休,,應答機隱患成功排除。
2007年4月14日4時11分,,這顆肩負著重要使命的衛(wèi)星,,從西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空,成功進入預定軌道;2天后的16日20時許,,北京終于清晰接收到來自這顆衛(wèi)星的信號。
這一刻,,距離國際電聯規(guī)定的頻率申請失效最后期限不到4個小時,。
中國北斗一飛沖天、成功“分娩”,,趕上了建設全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)的最后一班車,!
中國路徑:后發(fā)趕超,道路別具特色
殺出一條血路,,是中國人的血性,;闖出一條新路,是中國人的自信,。這既是中華民族始終屹立于世界民族之林的精神密碼,,也是我們黨領導中國革命、改革開放和偉大復興取得巨大成就的制勝法寶,。
建設中國北斗,,在我們這個發(fā)展中國家,且受到技術嚴密封鎖情況下,,不可能循著別人的路走,,必須砥礪前行、換道超車,。
探路,!眼前無路,但絕不停步,。北斗人像當年的革命戰(zhàn)士,,不相信有完不成的任務,不相信有克服不了的困難,,不相信有戰(zhàn)勝不了的敵人,,他們迎著困難上,“摸著石頭過河”……
按照空間定位原理,,對地球上一個目標點進行定位,,至少需要3顆衛(wèi)星;考慮到時間誤差,,精確定位至少需要4顆衛(wèi)星,。這就是GPS和格洛納斯的工作原理和全球組網方案。
如果按這條路徑探索試驗,,既缺技術儲備,,又缺工程經驗,更缺經費支撐,以當時的綜合國力,,可望而不可及,。
陳芳允院士,“兩彈元勛”,、“863計劃”倡導者之一,,創(chuàng)造性提出了“雙星定位”建設方案,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)星構成星座,,經地面控制中心計算處理,實現對區(qū)域內地面目標的快速定位,。這一方案用當時中國最成熟的航天技術,,以最小的星座、最少的投入,、最短的周期,,實現了衛(wèi)星導航系統(tǒng)建設的自主可控,為后續(xù)發(fā)展堅定了必勝信心,,奠定了堅實技術基礎,,積累了豐富工程經驗。
繪路,!按照別人的圖紙搞建設,,無異于削足適履。中國北斗,,需求牽引,、創(chuàng)新驅動,哪里急需,、哪里先建,,邊建邊用、逐步延伸……
建成覆蓋全球的導航定位系統(tǒng),,至少需要24顆衛(wèi)星,,美俄用了20多年時間。但維護我國國家主權,、安全,、發(fā)展利益刻不容緩,經濟社會發(fā)展現實迫切,,我們拖不起,、等不得,必須在最短時間內讓北斗發(fā)揮出最大的效益,。
孫家棟院士,,“兩彈元勛”,、東方紅一號衛(wèi)星的總設計師、北斗工程首任總設計師,,帶領北斗人創(chuàng)造性提出了“分步走”戰(zhàn)略,,先試驗后建設,先國內后周邊,,先區(qū)域后全球,。
地球自轉“日行八萬里”,導航衛(wèi)星繞飛不間斷,,要為地面一個特定區(qū)域提供連續(xù)穩(wěn)定的導航服務,按照GPS和格洛納斯采取的單一軌道星座構型,,在全球組網完成之前無法實現,。要讓不可能成為可能,必須構建一個全新的星座結構,。
北斗人再次腦洞大開,,開創(chuàng)性地設計了混合星座構型。2012年底,,建成了由地球同步軌道衛(wèi)星,、傾斜同步軌道衛(wèi)星和中圓軌道衛(wèi)星共14顆星構成的北斗二號衛(wèi)星導航系統(tǒng),實現了全天時全天候為亞太大部分地區(qū)提供定位導航授時服務,,為有效應對我國周邊安全威脅和維護國家核心利益,,及時增加了厚重砝碼。
在前期發(fā)射5顆試驗衛(wèi)星在軌成功驗證全球系統(tǒng)建設核心技術基礎上,,2017年11月5日,,北斗三號全球組網雙星首次發(fā)射,順利升空,。根據計劃,,到2020年左右,我國全面建成小康社會,、實現第一個百年奮斗目標之際,,30多顆北斗三號衛(wèi)星將星耀全球。
筑路,!恒心搭起通天橋,,勇氣吹開智慧門。人類對時空的精準需求永無止息,,建設滿足國家和人民需求的導航系統(tǒng),,標準高、難題多,、基礎弱,,遍地荊棘中北斗人勇攀巔峰……
時間精度是衛(wèi)星導航的命門,天地間時間越同步、誤差越小,,定位精度越高,。導航系統(tǒng)普遍運用原子鐘維持時間精度。過去,,只有少數國家能夠制造衛(wèi)星導航系統(tǒng)使用的高精度原子鐘,,但對我實行嚴格限制。在北斗二號建設時,,星載高精度原子鐘成為繞不開的“攔路虎”,。
核心技術終究得靠自己,北斗人再次用行動宣示,,外部封鎖越嚴,,自我創(chuàng)新越快。不到兩年時間,,就自主開發(fā)研制出天穩(wěn)定度達到10-14量級的原子鐘,,授時精度50納秒,300萬年只有1秒誤差,,徹底打破了他國壟斷,。
定位精度是導航系統(tǒng)的生命。依靠衛(wèi)星,,目前定位精度大多在10米量級,。要進一步提高精度,單純在天上下功夫,,短期內難有大的突破,。
北斗人收回仰望星空的慧眼,回望腳下,,卻發(fā)現地上大有可為,。環(huán)顧遼闊大地,國家的氣象,、交通,、地震、國土資源等行業(yè)已建有大量GPS基準站,,通過技術升級改造,,即可搖身變?yōu)楸倍坊荆辉诖嘶A上,,再新建和調整優(yōu)化布局,,即可建成國土范圍內無縫隙覆蓋的北斗地基增強網。2017年,,1400多個北斗基站遍布全國,,上萬臺套設備組成星地“一張網”,,國內定位精度全部達到亞米級,部分地區(qū)達到分米級,,最高精度甚至可以到厘米或毫米級,。這種全國“一張網”模式,讓中國精度走到了世界前列,。
北斗人還創(chuàng)造了自己的“獨門絕技”,,讓北斗“客串”通信衛(wèi)星,通過位置報告和短報文,,具備告知別人我“在哪兒”“干什么”的獨特功能,。可別小瞧這個本事,,汶川地震救援表明,,在地面通信信號盲區(qū)或其他通信手段失效后,它就成了緊急時刻拯救生命的最后“保險索”,。
2016年,北斗二號衛(wèi)星工程以4個國際首創(chuàng),、10大技術創(chuàng)新,、128項發(fā)明專利和其他72項知識產權,獲得國家科技進步特等獎,。大器晚成的中國北斗,,成功登上了我國科技重大工程的創(chuàng)新巔峰。
編輯:秦云
關鍵詞:北斗衛(wèi)星 北斗系統(tǒng)