2019年4月20日，我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長征三號乙運載火箭，成功發(fā)射第44顆北斗導航衛(wèi)星。這是2019年度北斗導航衛(wèi)星的首次發(fā)射，拉開了全年北斗高密度組網的序幕。這顆衛(wèi)星是北斗三號系統(tǒng)第20顆組網衛(wèi)星。北斗三號基本系統(tǒng)在2018年的12月份已經正式向“一帶一路”及全球提供基本導航服務，我國北斗距離全球組網目標邁出了實質性的一步。?

　　回首來時路，我國北斗走出了一條獨特的探索道路，在導航領域成就了一段波瀾壯闊的東方傳奇。今天的節(jié)目，我們來聽聽北斗導航衛(wèi)星背后的研發(fā)故事。?

　　“北斗工程”誕生之前，我國曾在衛(wèi)星導航領域進行過探索和研制，也積累了一些寶貴經驗。但卻繞不開一個實際的問題：我國的導航衛(wèi)星到底走什么樣的道路呢？所以，在確定科研目標之前，面對國際導航技術競爭，我國站在了一個十字路口上。?

　　1983年，以陳芳允院士為代表的專家學者提出了利用2顆地球同步軌道衛(wèi)星，來測定地面和空中目標的設想。通過大量理論和技術上的研究工作，雙星定位系統(tǒng)的概念也逐漸明晰了。?

　　接下來就要考慮：是一步跨到全球組網？還是分階段走？這在當時引發(fā)了不小的爭議。參與了技術路線討論的北斗一號衛(wèi)星總設計師范本堯院士說：“系統(tǒng)一下建那么大，需要大量的時間和資金。當時剛剛開放，用戶還是集中在國內以及周邊，因此‘先區(qū)域、后全球’的技術途徑符合中國國情?！?

　　于是，“先區(qū)域、后全球”的思路被確定下來，“三步走”的北斗之路也由此鋪開。?

　　作為“第一步”，北斗一號要“花小錢，辦大事”，驗證系統(tǒng)設計思想的正確性。1993年初，我國提出衛(wèi)星總體方案，初步確定了衛(wèi)星技術狀態(tài)和總體技術指標。到了1994年，北斗一號系統(tǒng)工程立項，組建衛(wèi)星團隊全面展開研制工作。經過艱苦卓絕的關鍵技術攻關和重大故障的成功排除搶修，終于在2003年建成北斗一號系統(tǒng)，使我國成為繼美、俄之后第三個擁有自主衛(wèi)星導航系統(tǒng)的國家。?

　　面對快速增長的應用需求，在保留北斗特色的同時，北斗二號邁出了提升性能的“第二步”。?

　　2004年，北斗二號正式立項研制。但建設過程中北斗二號系統(tǒng)的“原子鐘”遇到了突發(fā)問題。原子鐘就像一塊“手表”，它用來給衛(wèi)星導航用戶提供精確的時間信息服務。高精度的時間基準技術，直接決定著系統(tǒng)導航定位精度，對整個工程的重要性，就像人的心臟一樣。?

　　由于當時國外的技術是封閉的，所以，這也堅定了我國科研人員自力更生的信念。北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)總設計師楊長風說道：“大家有了一個共識，核心關鍵技術，必須要突破，不能受制于人。當時北斗人有一句話，六七十年代有原子彈，我們的北斗人一定要有我們自己的原子鐘”。?

　　為了解決原子鐘的技術難題，當時成立了三支隊伍同時開展研發(fā)，并且在基礎理論、材料、工程等領域同步推進。就這樣，僅僅用了兩年的時間，科研團隊就攻克了原子鐘這個最大的技術屏障。楊長風說，最后這三支隊伍，干出來的東西都上天應用了，而且比國外引進的效果還好，我們的水平確實已經是一種跨越。?

　　站在前兩代衛(wèi)星的肩膀上，北斗的“第三步”邁得更加自信和堅定。2009年的12月份北斗三號立項之后，開始嘗試沖刺和領跑。到2012年的12月，北斗系統(tǒng)已經面向亞太區(qū)域提供服務，成為國際衛(wèi)星導航系統(tǒng)四大服務商之一。并且在2018年完成10箭19星發(fā)射，創(chuàng)下世界衛(wèi)星導航系統(tǒng)建設的新紀錄，在太空中再次刷新了“中國速度”。伴隨著星間鏈路、全球搜救載荷、新一代原子鐘這些新技術的閃耀登場，北斗導航系統(tǒng)的整體性能有了大幅提升。?

　　這里提到的星間鏈路，我們可以簡單理解為用于衛(wèi)星之間通信的鏈路。它可以實現衛(wèi)星和衛(wèi)星間的信息傳輸和交換；而全球搜救載荷，說的是在衛(wèi)星上裝載國際搜救組織標準設備，可以為全球用戶提供遇險報警和定位服務。例如，2018年9月，我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長征三號乙運載火箭，以“一箭雙星”方式成功發(fā)射的第三十七、三十八顆北斗導航衛(wèi)星，就首次加裝了全球搜救載荷。?

　　作為國之重器，自主創(chuàng)新是北斗工程的必經之路。秉承“探索一代，研發(fā)一代，建設一代”的創(chuàng)新思路，我國“北斗”始終把發(fā)展的主動權牢牢掌握在自己手中。北斗一號原創(chuàng)性地提出雙星定位的衛(wèi)星實現方法，打破了國外技術壟斷，建立起國際上首個基于雙星定位原理的北斗導航衛(wèi)星試驗系統(tǒng)。?

　　北斗二號也突破了區(qū)域混合導航星座構建、高精度時空基準建立的關鍵技術，在國際上首次實現混合星座區(qū)域衛(wèi)星導航系統(tǒng)。系統(tǒng)建成后，各項技術指標與GPS等國際先進水平相當。?

　　北斗工程科研人員，至今還記得研制首顆北斗二號衛(wèi)星那段激情的歲月。根據國際電聯(lián)的規(guī)則，頻率資源是有時限的，過期就作廢了。但是就在緊要關頭，又出現了新的問題。楊長風回憶起當時的情景，他說，“當時運載火箭已經上了發(fā)射塔架，進行第三次總檢查的時候，衛(wèi)星應答機突然發(fā)生異常，應答機是天上、地下信號聯(lián)通的關鍵。確保拿到頻率資源，要有這個信號，于是我們把應答機取出來進行修復。這時用來修復的時間只剩下三天了。那三天，說句實在話，心情緊張、沉重、壓力也很大，72小時基本上沒合眼?！?

　　2007年4月14日4時11分，這顆肩負著重要使命的北斗衛(wèi)星起飛了，并且在4月17日成功傳回了信號。此時，距離國際電聯(lián)的空間頻率失效只剩不到4個小時。正是這次壯舉，有效地保護了我國衛(wèi)星導航系統(tǒng)的頻率資源。?

　　在北斗衛(wèi)星全球組網建設中，我國率先提出國際上首個高、中軌道星間鏈路混合型新體制，形成了具有自主知識產權的星間鏈路網絡協(xié)議、自主定軌、時間同步等系統(tǒng)方案；并且成功應用星載大功率微波開關等國產化元器件，打破了依賴進口的局面，這些研究成果為全球快速組網建設鋪平了道路。在北斗三號工程副總設計師、衛(wèi)星首席總設計師謝軍看來，這是一項團隊工程，沒有個人英雄，航天事業(yè)的成功是一個團隊的成功。?

　　的確，每一顆北斗衛(wèi)星都有著強大的幕后團隊，牽動著衛(wèi)星、運載火箭、運控、應用、測控、發(fā)射場等各大系統(tǒng)。每個環(huán)節(jié)的北斗科研人員，盡管身處不同崗位、面臨不同挑戰(zhàn)，但大家總是心往一處想、勁兒往一處使，共同推動北斗工程一步步向前邁進。?

　　如今，北斗研制形成了一支平均年齡38歲、老中青結合的團隊，為我國航天事業(yè)的發(fā)展增添助力。?

　　我國北斗科研人員一步一個腳印，實現了跨越式發(fā)展。甚至開創(chuàng)了很多只有北斗衛(wèi)星才有的新技術。建設北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)，最終就是為了應用。事實上，北斗系統(tǒng)這些年已經成功應用于我國的測繪、電信、水利、漁業(yè)、交通運輸、森林防火、減災救災和公共安全等很多領域。根據總設計師楊長風分享的數據來看，交通部使用北斗系統(tǒng)后，對危險品的運輸車、旅游客車、長途客車進行了實時監(jiān)控，目前已達480多萬輛。事故率跟原來的同期相比減少了50%，人員的傷亡率也降低了50%。?

　　今天的北斗導航系統(tǒng)，已經快步走進新時代，未來還將建立我國的綜合導航定位設施服務體系，中國的北斗朝著“造福人類、服務全球”的偉大目標，不斷邁進。?



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