中國(guó)衛(wèi)星在閃耀

姚丁楊

2016年，中國(guó)航天事業(yè)創(chuàng)建60周年，從這一年起，4月24日正式成為“中國(guó)航天日”，中國(guó)航天人有了屬于自己的節(jié)日?！爸袊?guó)航天日”為何選在4月24日呢？

1970年4月24日21時(shí)35分，中國(guó)第一顆人造衛(wèi)星“東方紅一號(hào)”成功發(fā)射升空，拉開了中國(guó)人探索宇宙、和平利用太空、造福人類的序幕。這次歷史性的衛(wèi)星發(fā)射，讓中國(guó)成為繼蘇聯(lián)、美國(guó)、法國(guó)、日本之后，第五個(gè)通過(guò)自制火箭發(fā)射國(guó)產(chǎn)衛(wèi)星的國(guó)家。新加坡《民報(bào)》報(bào)道稱：“中國(guó)成功地發(fā)射了第一顆人造地球衛(wèi)星，從天外飛來(lái)的音波，不但震蕩了舉世的人心，也使美、蘇兩國(guó)聞之相顧失色?！?/p>

“東方紅一號(hào)”成功發(fā)射是中國(guó)航天事業(yè)發(fā)展的第一個(gè)里程碑，是具有深遠(yuǎn)意義的開創(chuàng)性事件，因此“中國(guó)航天日”選在4月24日。與60多年前相比，2020年的“人間四月天”依舊溫暖燦爛，但2020年的天空已經(jīng)有了很大不同。

當(dāng)你仰望夜空，不要忘記—遙遠(yuǎn)的天際，中國(guó)衛(wèi)星一直在為你閃耀。

1970年，“東方紅一號(hào)”的成功發(fā)射，開啟了中國(guó)邁向航天強(qiáng)國(guó)的步伐；2020年，北斗衛(wèi)星即將完成全球組網(wǎng)，中國(guó)已成為名副其實(shí)的航天大國(guó)。半個(gè)多世紀(jì)的風(fēng)風(fēng)雨雨，中國(guó)的衛(wèi)星技術(shù)從粗糙到精湛，從基礎(chǔ)到尖端，這一迅速崛起、發(fā)展的歷程堪稱奇跡。如今，中國(guó)衛(wèi)星的數(shù)量已經(jīng)牢牢占據(jù)世界第二的位置，不僅擁有全球首屈一指的導(dǎo)航衛(wèi)星、氣象衛(wèi)星，還有著全球最頂尖的量子通信衛(wèi)星。中國(guó)的衛(wèi)星技術(shù)，已經(jīng)走在世界前列，值得我們中國(guó)人為之驕傲。

那么，中國(guó)的衛(wèi)星技術(shù)到底有多厲害？這種“高高在上”的尖端技術(shù)對(duì)我們普通人的生活有哪些影響呢？

導(dǎo)航定位，服務(wù)陸海空交通

“衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的應(yīng)用只受到人們想象力的限制”已成為一句名言。作為衛(wèi)星最重要的功能，導(dǎo)航定位已經(jīng)在陸上交通、航海、航空領(lǐng)域發(fā)揮出極其重要的作用。目前，我國(guó)北斗導(dǎo)航衛(wèi)星的全球區(qū)域定位精度優(yōu)于10米，在亞太地區(qū)定位精度優(yōu)于5米，部分地區(qū)精度可達(dá)到厘米甚至毫米級(jí)，整體水平已經(jīng)可以和美國(guó)的全球定位系統(tǒng)（GPS）相媲美。

近幾年，基于北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的應(yīng)用發(fā)展得如火如荼。2018年，在中國(guó)市場(chǎng)銷售的具有定位功能的智能手機(jī)當(dāng)中，支持北斗導(dǎo)航的就有近三分之二。通過(guò)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)手機(jī)導(dǎo)航、路線規(guī)劃等位置服務(wù)功能，讓人們的生活和工作更加便捷。

對(duì)普通人來(lái)說(shuō)，汽車、火車、高鐵等陸上交通工具是日常生活中不可或缺的。目前，衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在陸上交通中已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用。近些年，隨著百度地圖、高德地圖等移動(dòng)應(yīng)用程序的飛速發(fā)展，衛(wèi)星提供的位置服務(wù)備受廣大新老司機(jī)的青睞。衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)成了當(dāng)代人駕車出行的“生活必需品”。

衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)已經(jīng)在各類車輛上發(fā)揮作用：應(yīng)用在郵政和快遞車輛上，對(duì)物流信息進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控；應(yīng)用在公務(wù)車輛上，提高公務(wù)用車的使用效率，讓公務(wù)用車在“陽(yáng)光”下運(yùn)行；應(yīng)用在校車上，通過(guò)遠(yuǎn)程監(jiān)管為孩子提供安全的上學(xué)之路；應(yīng)用在渣土車上，通過(guò)對(duì)渣土車嚴(yán)格規(guī)范管理，為抗擊霧霾、避免超載貢獻(xiàn)力量；應(yīng)用在公交車上，建設(shè)智能車載終端系統(tǒng)、公交實(shí)時(shí)信息發(fā)布系統(tǒng)、電子站牌終端系統(tǒng)和智慧評(píng)價(jià)服務(wù)系統(tǒng)，讓市民充分感受科技公交、智慧城市所帶來(lái)的出行便利?？梢?，衛(wèi)星的導(dǎo)航定位功能是實(shí)現(xiàn)交通運(yùn)輸信息化和現(xiàn)代化的重要手段。要建立暢通、高效、安全、綠色的現(xiàn)代陸上交通運(yùn)輸體系，絕對(duì)少不了衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在太空中為我們“指點(diǎn)江山”。

在大江大海中航行，更需要衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的指引，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在我國(guó)水上交通的發(fā)展中也起到了不可替代的作用。導(dǎo)航定位就如同船只的“眼睛”，能讓船只在茫茫大海中盡情遨游而不會(huì)迷失方向。

與GPS相比，中國(guó)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的功能更加多樣，除了是船員心中的導(dǎo)航“明星”，還能在危難時(shí)刻成為拯救生命的“英雄”。你知道北斗是如何做到的嗎？原來(lái)，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)和無(wú)線通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了有效結(jié)合，這就讓它成為了船只的緊急報(bào)告系統(tǒng)和救援系統(tǒng)，為船只的安全航行提供保障。此外，智能船閘領(lǐng)域也開始應(yīng)用衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。傳統(tǒng)的船閘往往存在協(xié)調(diào)不暢、通行效率低的問題，隨著我國(guó)北斗衛(wèi)星技術(shù)的日漸成熟，“船載北斗智能終端”已經(jīng)在船舶上開始應(yīng)用，形成了北斗智能過(guò)閘系統(tǒng)。所有過(guò)往船只通過(guò)智能系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一調(diào)度，在提升水上交通管理能力的同時(shí)，也能讓船只運(yùn)行得更加順暢，節(jié)約了船員的時(shí)間成本，提升了船運(yùn)的經(jīng)濟(jì)效益。

除了在陸地和海洋中大顯神威，天空更是衛(wèi)星的“大本營(yíng)”。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是航空領(lǐng)域的“指揮器”，通過(guò)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)提供的精準(zhǔn)時(shí)間信息和位置信息，可以引導(dǎo)飛機(jī)依照既定的路線飛行，合理降低油耗，同時(shí)還能及時(shí)將飛機(jī)飛行的高度、位置等加以反饋，由航空管制部門接收，實(shí)現(xiàn)全程自動(dòng)化的監(jiān)視，確保飛機(jī)的飛行更加安全，改善空中線路擁堵的局面。

國(guó)防重器，支撐軍事裝備

衛(wèi)星定位系統(tǒng)是現(xiàn)代軍事裝備的重要支撐。戰(zhàn)斗機(jī)、導(dǎo)彈、艦艇、潛艇、火箭發(fā)射車等都需要通過(guò)衛(wèi)星定位系統(tǒng)發(fā)揮最大威力。一直以來(lái)，美國(guó)GPS的應(yīng)用范圍穩(wěn)居世界前列，然而GPS 的控制權(quán)掌控在美國(guó)手中，這對(duì)軍事的發(fā)展和社會(huì)的穩(wěn)定產(chǎn)生了深刻的影響。要想不受制于人，就必須建立屬于自己的時(shí)空體系。北斗衛(wèi)星全球組網(wǎng)的完成，有助于中國(guó)國(guó)防系統(tǒng)徹底擺脫對(duì)國(guó)外定位系統(tǒng)的依賴，也將顯著提升我國(guó)的軍事實(shí)力。

除了導(dǎo)航衛(wèi)星以外，還有很多衛(wèi)星可以作為“國(guó)防利器”進(jìn)行應(yīng)用。圖像攝影衛(wèi)星可以用于軍事偵察；導(dǎo)彈預(yù)警衛(wèi)星可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)導(dǎo)彈發(fā)射信息，并指導(dǎo)地面進(jìn)行攔截；軍用通信衛(wèi)星對(duì)于現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)的指揮、通信意義重大；電子竊聽衛(wèi)星則可以竊聽敵方的作戰(zhàn)命令及密碼。目前我國(guó)作為衛(wèi)星大國(guó)，軍事衛(wèi)星技術(shù)發(fā)展迅猛，這對(duì)國(guó)防事業(yè)的發(fā)展來(lái)說(shuō)影響深遠(yuǎn)。國(guó)家安全與我們每個(gè)人息息相關(guān)，沒有和平家園，就沒有幸福生活。

農(nóng)業(yè)漁業(yè)，智能先行

最近幾年，以北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)為代表的衛(wèi)星技術(shù)在農(nóng)業(yè)、漁業(yè)領(lǐng)域發(fā)揮出越來(lái)越大的作用?；诒倍沸l(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的無(wú)人駕駛拖拉機(jī)、植保無(wú)人飛機(jī)等智能農(nóng)機(jī)裝備越來(lái)越受到市場(chǎng)青睞。北斗農(nóng)機(jī)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)已在新疆、內(nèi)蒙古、黑龍江、廣西、河北、山東、陜西、湖北、安徽等地區(qū)實(shí)現(xiàn)規(guī)模應(yīng)用，例如，北斗智能采棉機(jī)已經(jīng)在新疆投入生產(chǎn)，為新疆農(nóng)業(yè)機(jī)械化做出貢獻(xiàn)。北斗無(wú)人駕駛、高精度導(dǎo)航定位、系統(tǒng)監(jiān)管等一系列的新興衛(wèi)星技術(shù)，讓傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)充滿了科技現(xiàn)代化的魅力，節(jié)省了更多的人力、物力與財(cái)力，智慧農(nóng)業(yè)方興未艾。

在無(wú)邊無(wú)際的大海上，北斗導(dǎo)航衛(wèi)星是漁民的“保護(hù)傘”。我國(guó)是漁業(yè)大國(guó)，海洋漁業(yè)水域面積300多萬(wàn)平方千米，從事海洋漁業(yè)的漁船、漁民眾多。近幾年，北斗漁業(yè)應(yīng)用持續(xù)推進(jìn)，定位與短報(bào)文通信功能為漁業(yè)管理部門提供船位監(jiān)控、緊急救援、信息發(fā)布、漁船出入港管理等服務(wù)。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)不僅能夠進(jìn)行快速的位置報(bào)告，同時(shí)具有短報(bào)文功能。短報(bào)文功能是北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)特有的功能，包括GPS等其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)都不具備此功能。該功能可雙向報(bào)文通信，一次可傳輸 40～60 個(gè)漢字的短報(bào)文信息，在用戶授權(quán)并完成配置后，終端與指揮機(jī)可進(jìn)行信息傳輸，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信，不受距離限制。在通信手段不健全、不發(fā)達(dá)地區(qū)或者是茫茫大海上，往往沒有普通移動(dòng)通信信號(hào)，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)便會(huì)大大凸顯。通過(guò)安裝基于北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的船舶動(dòng)態(tài)監(jiān)管系統(tǒng)，可以更好地監(jiān)管漁船的動(dòng)態(tài)，更好地保障漁民的安全。

防災(zāi)減災(zāi)，刑偵破案

天有不測(cè)風(fēng)云，人有旦夕禍福，防災(zāi)減災(zāi)領(lǐng)域也少不了北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的助力。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的短報(bào)文與位置報(bào)告功能已經(jīng)讓災(zāi)害預(yù)警速報(bào)、救災(zāi)指揮調(diào)度、快速應(yīng)急通信等成為可能，可極大提高災(zāi)害應(yīng)急救援反應(yīng)速度和決策能力。

現(xiàn)在，陜西、甘肅、江蘇等地正在持續(xù)配發(fā)北斗減災(zāi)報(bào)災(zāi)終端，實(shí)現(xiàn)了災(zāi)情險(xiǎn)情一鍵上報(bào)；河北氣象站加裝北斗通信終端，讓防災(zāi)減災(zāi)更精確；港珠澳大橋采用北斗高精度形變監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，有效保障了大橋的安全運(yùn)行；浙江湖州消防支隊(duì)建設(shè)基于北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的“智慧消防”綜合信息指揮平臺(tái)，初步實(shí)現(xiàn)了火災(zāi)精確預(yù)警、精確防范、精確指揮和精確處置。

北斗衛(wèi)星也在公安系統(tǒng)大顯身手。公安部正在積極推動(dòng)，力爭(zhēng)在“十三五”期間實(shí)現(xiàn)警用車輛衛(wèi)星定位終端配備率達(dá)100%；具備衛(wèi)星定位功能的手持設(shè)備配備率力爭(zhēng)達(dá)到80%以上。截至2018年12月，全國(guó)40余萬(wàn)部警用終端聯(lián)入警用位置服務(wù)平臺(tái)。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在亞太經(jīng)濟(jì)合作組織會(huì)議、20國(guó)集團(tuán)峰會(huì)等重大活動(dòng)安保中發(fā)揮了重要作用。

北斗禁毒“云 + 端”作戰(zhàn)指揮系統(tǒng)，利用北斗定位和短報(bào)文通信服務(wù)，結(jié)合移動(dòng)通信技術(shù)、視頻技術(shù)和警用地理信息技術(shù)，應(yīng)用于毒品案件的線索采集、案件偵查、情報(bào)研判和最終行動(dòng)收網(wǎng)等階段，實(shí)現(xiàn)了公安禁毒偵查指揮車實(shí)時(shí)定位和回傳、現(xiàn)場(chǎng)警力的綜合部署和指揮調(diào)度等功能，全面提升了涉毒涉恐“整體發(fā)現(xiàn)、堵源截流、精確打擊和防范管控”的能力。該系統(tǒng)已在廣西壯族自治區(qū)開展禁毒應(yīng)用，建設(shè)了以禁毒業(yè)務(wù)流程為導(dǎo)向，具備從情報(bào)線索采集、分析、流轉(zhuǎn)到預(yù)警布控、實(shí)施抓捕的一體化情報(bào)實(shí)戰(zhàn)平臺(tái)。憑借該系統(tǒng)，當(dāng)?shù)毓膊块T屢破要案，取得了顯著的禁毒成效，應(yīng)用推廣前景廣闊。

天氣要靠衛(wèi)星預(yù)報(bào)

提到衛(wèi)星云圖你會(huì)想到什么？也許，第一時(shí)間你會(huì)想起電視中的天氣預(yù)報(bào)節(jié)目。氣象臺(tái)的播報(bào)員會(huì)站在一張大大的衛(wèi)星云圖前，為觀眾講解未來(lái)幾天的天氣狀況。這些氣象衛(wèi)星云圖，正是我國(guó)風(fēng)云氣象衛(wèi)星在浩瀚星空中的杰作。觀測(cè)氣象、預(yù)報(bào)天氣，是衛(wèi)星的另一大用途。

幾十年來(lái)，中國(guó)已經(jīng)成功發(fā)射17顆風(fēng)云氣象衛(wèi)星，目前有7顆在軌運(yùn)行，包括4顆靜止氣象衛(wèi)星和3顆極軌氣象衛(wèi)星。中國(guó)是世界上少數(shù)幾個(gè)同時(shí)具有極軌和靜止兩個(gè)系列業(yè)務(wù)氣象衛(wèi)星的國(guó)家。極軌衛(wèi)星和靜止衛(wèi)星，是按照衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)軌道來(lái)區(qū)分的。極軌氣象衛(wèi)星與太陽(yáng)同步，繞地球南北兩極運(yùn)行，可以獲取全球觀測(cè)數(shù)據(jù)，主要用于為天氣預(yù)報(bào)提供氣象參數(shù)，監(jiān)測(cè)沙塵暴、森林草原火災(zāi)等自然災(zāi)害，實(shí)現(xiàn)防災(zāi)減災(zāi)。靜止軌道氣象衛(wèi)星是在赤道上空地球同步軌道上工作的氣象衛(wèi)星，距地球高度約3.6萬(wàn)千米，與地球自轉(zhuǎn)同步運(yùn)行，因此相對(duì)地球是靜止的，可以觀測(cè)地球表面1/3的固定區(qū)域，對(duì)同一目標(biāo)地區(qū)進(jìn)行持續(xù)不斷的氣象觀測(cè)。

我國(guó)風(fēng)云系列氣象衛(wèi)星已經(jīng)達(dá)到了國(guó)外同類衛(wèi)星的技術(shù)水平，成為全球綜合地球觀測(cè)系統(tǒng)的重要成員。世界氣象組織多次為風(fēng)云衛(wèi)星“點(diǎn)贊”：“中國(guó)在氣象服務(wù)和氣象衛(wèi)星技術(shù)方面，已達(dá)世界先進(jìn)水平，為全球氣象工作做出了貢獻(xiàn)?！敝袊?guó)的氣象衛(wèi)星云圖等產(chǎn)品，不僅服務(wù)于中國(guó)的氣象工作者，也面向全世界提供高品質(zhì)服務(wù)。現(xiàn)在，中國(guó)向全球用戶提供100多種衛(wèi)星資料和產(chǎn)品，使用風(fēng)云衛(wèi)星數(shù)據(jù)的國(guó)家有近百個(gè)。

走在前沿的量子通信

2016年8月16日是中國(guó)衛(wèi)星發(fā)展史上的一個(gè)重要日子，由我國(guó)自主研制的世界首顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“墨子”號(hào)在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射升空，這標(biāo)志著我國(guó)在量子通信技術(shù)領(lǐng)域已然走在了世界最前沿。

量子通信技術(shù)是一種能夠徹底杜絕間諜竊聽及破解的保密通信技術(shù)。由于量子信號(hào)的攜帶者光子在外層空間傳播時(shí)幾乎沒有損耗，如果能夠在技術(shù)上實(shí)現(xiàn)糾纏光子在穿透整個(gè)大氣層后仍然“存活”并保持其糾纏特性，人們就可以在衛(wèi)星的幫助下實(shí)現(xiàn)全球化的量子通信。量子通信衛(wèi)星是一種傳輸高效的通信衛(wèi)星，它的成功發(fā)射和在軌運(yùn)行，使得我國(guó)成為世界上首個(gè)實(shí)現(xiàn)太空和地面之間量子通信的國(guó)家，同時(shí)也建成了我國(guó)天地一體化的量子保密通信與科學(xué)實(shí)驗(yàn)體系。這不僅將助力我國(guó)廣域量子通信網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建，也使我國(guó)在量子通信技術(shù)實(shí)用化整體水平上保持和擴(kuò)大國(guó)際領(lǐng)先地位，實(shí)現(xiàn)國(guó)家信息安全和信息技術(shù)水平跨越式提升。另外，“墨子”號(hào)還將開展對(duì)量子力學(xué)基本問題的空間尺度實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)，有望助力中國(guó)科學(xué)家在量子科學(xué)前沿領(lǐng)域取得重大突破，對(duì)推動(dòng)中國(guó)空間科學(xué)衛(wèi)星系列可持續(xù)發(fā)展具有重大意義。

展望未來(lái)，得益于量子保密通信的絕對(duì)安全性，量子通信不僅能應(yīng)用于百姓日常通信，也可用于水、電、煤氣等能源供給和民生網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的通信保障，還可應(yīng)用于國(guó)防、金融、商業(yè)等領(lǐng)域，勢(shì)必對(duì)產(chǎn)業(yè)界和科技界產(chǎn)生巨大影響。

經(jīng)歷了幾十年的發(fā)展和幾代航天人的艱苦努力，中國(guó)的衛(wèi)星技術(shù)終于走在了世界前列，并且在各個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮了重要作用，給國(guó)家、社會(huì)、人民帶來(lái)了巨大裨益。相信中國(guó)的衛(wèi)星事業(yè)將持續(xù)發(fā)展，先進(jìn)的衛(wèi)星技術(shù)將成為我們建設(shè)現(xiàn)代化強(qiáng)國(guó)的重要力量。九天之上的衛(wèi)星將繼續(xù)為中國(guó)閃耀，繼續(xù)為我們生機(jī)勃勃的美麗星球閃耀。