奮斗二十六載！北斗“收官之星”成功發(fā)射，與 GPS 對決市場

2020 年 6 月 23 日 9 時 43 分許，西昌衛(wèi)星發(fā)射中心，搭載著北斗系統(tǒng)第 55 顆導(dǎo)航衛(wèi)星暨北斗三號最后一顆全球組網(wǎng)衛(wèi)星的長征三號乙運載火箭點火升空，北斗三號全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)星座部署終于全面完成。

點火發(fā)射。

進入滑行段。

三級火箭二次點火。

發(fā)射任務(wù)圓滿成功。

那么，“收官之星”成功發(fā)射，意義幾何？

作為繼美國 GPS、俄羅斯 GLONASS 后的第三個成熟的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，中國自研的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)主要由三部分組成：

空間段：由若干顆衛(wèi)星組成，包括地球靜止軌道衛(wèi)星、傾斜地球同步軌道衛(wèi)星和中圓地球軌道衛(wèi)星；

地面段：主要是地面站（包括主控站、時間同步 / 注入站和監(jiān)測站等）和星間鏈路運行管理設(shè)施；

用戶段：包括北斗及兼容其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的芯片、模塊、天線等，此外還有終端設(shè)備、應(yīng)用系統(tǒng)、應(yīng)用服務(wù)等。

要建成一個惠及全球的系統(tǒng)，并非易事，何況這還是我國迄今為止規(guī)模最大、覆蓋范圍最廣、服務(wù)性能要求最高的巨型航天系統(tǒng)。

回溯其歷史，從確定戰(zhàn)略至今已有近 30 個年頭了。

20 世紀(jì) 80 年代，我國開始探索、建設(shè)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，確定了 “三步走”發(fā)展戰(zhàn)略，主要是指：

北斗一號衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)：試驗驗證系統(tǒng)；

北斗二號衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)：區(qū)域?qū)Ш蕉ㄎ幌到y(tǒng)；

北斗三號衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)：全球?qū)Ш蕉ㄎ幌到y(tǒng)。

北斗一號系統(tǒng)的攻關(guān)研究，始于 1994 年。

經(jīng)過幾年努力，我國于 2000 年和 2003 年前后共發(fā)射了 3 顆地球靜止軌道衛(wèi)星，系統(tǒng)得以建成并正式投入使用。

中國自主衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)從 “無”到 “有”，美、俄的壟斷地位被打破。

隨后的 2004 年，第二代北斗開始了歷史使命，如果說第一代北斗是偉大的嘗試，那么第二代則做出了顯著的改進。

2019 年 5 月 17 日，也像今天一樣值得被記住——第 45 顆北斗衛(wèi)星、北斗二號第 4 顆備份衛(wèi)星搭載長征三號丙運載火箭成功發(fā)射，北斗二號導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)圓滿收官。

實際上，就在第二代北斗創(chuàng)造歷史之際，第三代北斗的建設(shè)也于 2009 年拉開帷幕。

第三代北斗的高光時刻有二，一是 2018 年 11 月 19 日，長征三號乙運載火箭在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心 “一箭雙星”，第 42、43 顆北斗衛(wèi)星成功發(fā)射，北斗三號基本系統(tǒng)完成建設(shè)；二是今天，同一架運載火箭、同一個發(fā)射中心，北斗三號最后一顆全球組網(wǎng)衛(wèi)星點火升空。

【圖源央視新聞】

實際上，最后一顆組網(wǎng)衛(wèi)星的發(fā)射還有一段小插曲。

該衛(wèi)星的發(fā)射窗口原定于一周前的 6 月 16 日 10 時 11 分 - 10 時 50 分，但由于技術(shù)問題，任務(wù)宣布推遲。

消息一出，關(guān)注北斗的人們不免會擔(dān)心、疑慮。雷鋒網(wǎng)了解到，在人民日報的專訪中，長征三號甲系列火箭副總設(shè)計師李聃給出了解答：

6 月 15 日晚，在進行負 12 小時發(fā)射前檢查時，發(fā)現(xiàn)一處技術(shù)問題導(dǎo)致壓力數(shù)據(jù)低于設(shè)計指標(biāo)要求，問題排查工作開始，故障點也迅速找到。但航天人有一個最基本的原則，就是不帶疑點加注，不帶隱患上天。因此，經(jīng)北斗工程指揮部慎重研究后決定推遲發(fā)射。

幸運的是，航天人的嚴謹保證了 “收官之星”的成功發(fā)射。

至此，始于 20 世紀(jì) 80 年代的我國衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng) “三步走”發(fā)展戰(zhàn)略完美實現(xiàn)。

歷經(jīng) 26 載終于完成的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)星座部署全面完成，究竟會帶給我們多大的影響，還需從每一代北斗各自的表現(xiàn)說起。

北斗一號系統(tǒng)是主動式雙向測距二維導(dǎo)航，能快速確定目標(biāo)地理位置，向用戶及主管部門提供導(dǎo)航信息。

2008 年汶川地震抗震救災(zāi)期間，救災(zāi)部隊攜帶 1000 多臺 “北斗一號”終端機，不斷從前線發(fā)回災(zāi)情報告，為指揮部提供了重要信息支援。

但也正是受到這一工作原理的限制，北斗一號在定位時失去了無線電隱蔽性，不能滿足軍事需求；另外由于設(shè)備必須含發(fā)射機，其體積、重量、價格和功耗等有很大的提升空間；此外，北斗一號無法覆蓋兩極地區(qū)，赤道附近定位精度差。

北斗二號系統(tǒng)，雖然解決了上述不足，但也并非只是第一代的簡單延伸，能夠提供海、陸、空全方位的全球?qū)Ш蕉ㄎ环?wù)。

中國全球定位系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用協(xié)會咨詢中心主任曹沖研究員曾表示：

北斗二號就是國產(chǎn) GPS，只要現(xiàn)在 GPS 應(yīng)用的地方，我們的北斗二號就能應(yīng)用。

值得一提的是，2005 年測量珠峰高程時，測量隊進行 GNSS 衛(wèi)星測量主要依賴的是 GPS 系統(tǒng)。而今年，測量同時參考了北斗、GPS、歐洲 GALILEO 和俄羅斯 GLONASS 四大全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)，并以北斗的數(shù)據(jù)為主，可見北斗的精度和可靠性完全不輸 GPS。

在應(yīng)用方面，北斗二號系統(tǒng)最典型的民用場景便是車載導(dǎo)航儀。

眾所周知，GPS 車載導(dǎo)航儀占據(jù)著很大的市場份額，而「國產(chǎn) GPS」的入局，必將改變這一局面，正如一位從業(yè)者所說：

只要市場是打開的，有充分的競爭，我們肯定是選擇最優(yōu)的性價比。

而北斗三號衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)主要提供兩種服務(wù)：

開放服務(wù)：可在服務(wù)區(qū)中免費提供定位、測速和授時服務(wù)，定位精度為 10 米，授時精度為 50 納秒，測速精度 0.2 米 / 秒；

授權(quán)服務(wù)：可向授權(quán)用戶提供更安全的定位、測速、授時和通信服務(wù)，以及系統(tǒng)完好性信息。

如今，北斗全球組網(wǎng)成功收官，世界一流的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建成，將為全球用戶提供連續(xù)、穩(wěn)定、可靠的服務(wù)，滿足全國乃至全球的社會經(jīng)濟發(fā)展需求，提高全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的綜合應(yīng)用效益。

軍用方面，目前北斗導(dǎo)航終端為北斗一號、北斗二號產(chǎn)品，2020 年下半年，軍用北斗三代終端產(chǎn)品也將進入供貨階段。

民用方面，隨著 5G 商用時代的到來，北斗必將廣泛應(yīng)用于各個行業(yè)、領(lǐng)域，從測繪、漁業(yè)、公安、農(nóng)業(yè)、機械向智能網(wǎng)聯(lián)汽車、民航、海洋觀測等領(lǐng)域拓展的趨勢也將出現(xiàn)。

從另一個層面看，北斗系統(tǒng)作為我國擁有自主知識產(chǎn)權(quán)和核心技術(shù)的重要系統(tǒng)，衛(wèi)星單機和關(guān)鍵元器件國產(chǎn)化率為 100%。對此，航天科技集團五院北斗三號衛(wèi)星總設(shè)計師陳忠貴表示：

對新基建來說，時間基準(zhǔn)和空間位置基準(zhǔn)是至關(guān)重要的基礎(chǔ)，可以說，北斗導(dǎo)航系統(tǒng)是新基建的基建，基礎(chǔ)的基礎(chǔ)。

上古時代，人們通過北斗七星定方向、定季節(jié)、定時辰。今天，北斗與 5G、區(qū)塊鏈、AI 等技術(shù)加速融合，北斗全球新時代也開始了。