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我国"一箭双星"发射两颗北斗卫星 开启全球组网新时代

作者:admin      发布日期:2017-11-07   点击:

  原标题:中国北斗联天下

  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?(余建斌 杨 欣 王新国)



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