中國北斗，星耀全球

周玉利

作文君：北斗七星，鑲嵌在無垠蒼穹，千百年來被人們奉為方向、光明、信仰和永不放棄的化身；今天，浩渺天幕再嵌“北斗”，光耀全球，為前進中的民族復興夢定位導航！2020年6月23日9時43分，西昌衛(wèi)星發(fā)射中心，長征三號乙運載火箭噴薄著烈焰拔地而起！北斗第55顆也是組網(wǎng)的最后一顆衛(wèi)星發(fā)射成功！55顆北斗衛(wèi)星環(huán)繞穹宇，這正式宣告中國第一“巨星天團”——“北斗三號”全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)星座部署全面完成！更代表著中國北斗正式躋身世界四大衛(wèi)星導航系統(tǒng)行列！從1994年北斗一號工程立項，北斗人從零起步，自主創(chuàng)新跋涉20余載，卻走完了國外衛(wèi)星導航系統(tǒng)40年的發(fā)展路程，起步最晚的中國北斗后來居上，首次創(chuàng)造了3種不同軌道構(gòu)成的混合星座，以及獨具特色的短報文通信和星間鏈路，實現(xiàn)了星星互聯(lián)、星地互聯(lián)！至此，中國北斗成為了超越俄歐與美國GPS比肩的最先進、最完備的導航系統(tǒng)。中國北斗，雄起！

素材全掃描

一、我們?yōu)楹我ㄗ约旱谋倍?/p>

以前全世界只有美、俄擁有成熟的自主衛(wèi)星導航系統(tǒng)，該導航系統(tǒng)的原理是利用人造衛(wèi)星來實現(xiàn)地球表面物體的精確定位，1990年8月海灣戰(zhàn)爭中，美軍在沒有任何地形特征的情況下，依靠GPS導航橫穿中東茫茫沙漠，實現(xiàn)巡航導彈等武器的精確打擊，伊拉克軍隊甚至找不到對手在哪里！雖然美國GPS免費給世界各國使用，但一旦關閉，中國可能連指南針都用不了，建立中國的衛(wèi)星導航、定位和授時系統(tǒng)對保障國民經(jīng)濟的正常運行和國防安全都至關重要，也有助于中國在世界上爭取更多話語權。

曾經(jīng)受制于人

在北斗誕生之前，美國曾利用其強大的衛(wèi)星導航系統(tǒng)使我國商船在海上迷失方向，2枚導彈突然偏離軌道。為擺脫對國外導航系統(tǒng)的依賴，打破受制于人的局面，我國北斗團隊白手起家，另辟蹊徑，決心創(chuàng)造屬于中國人自己的衛(wèi)星導航系統(tǒng)。2000年，中國第一顆北斗導航試驗衛(wèi)星發(fā)射升空，帶著北斗人的夢想與期盼，拉開了北斗一號組網(wǎng)的序幕。

北斗如今已經(jīng)深入我們生活

北斗目前不僅用于普通人生活的定位服務，如快遞查詢、共享單車、打車服務、車輛導航等，在智能穿戴式設備、無人駕駛、綜合安防交通運輸、氣象預報、應急搜救等領域也全面開花。2020年，在疫情防控斗爭、珠峰高程測量中，北斗系統(tǒng)都發(fā)揮了積極作用。北斗系統(tǒng)正讓生活變得更加智能、更加便捷！目前，全世界一半以上的國家都開始使用北斗系統(tǒng)。據(jù)統(tǒng)計，2019年中國衛(wèi)星導航與位置服務產(chǎn)業(yè)總體產(chǎn)值達3450億元。（欲知更多詳情請移步本刊2019年第5期第18頁《歷史性的一刻！中國北斗系統(tǒng)邁入全球時代》）

鏈接：“北斗”之于農(nóng)業(yè)

當北斗系統(tǒng)使用于和整合到農(nóng)業(yè)時，一方面能實現(xiàn)農(nóng)機遠程管理與精準作業(yè)，既減少人工，又能精確計算機械作業(yè)（播種、施肥、收割）的頻率、位置、路線。另一方面，它還能提高肥料、殺蟲劑等的使用精度，準確調(diào)節(jié)濕度和預測作物成長周期，既節(jié)約成本，又減少了污染，還能大幅提高產(chǎn)量。粗略估計，北斗系統(tǒng)與智能和5G結(jié)合，可以讓農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的平均成本降低15%，平均增產(chǎn)可以達到10%。而且，隨著北斗三號系統(tǒng)與人工智能和網(wǎng)絡的進一步結(jié)合，未來的生產(chǎn)效率和效果會更高。

如何用上北斗的服務

對于普通個人用戶，并不需要通過特別的途徑選擇使用北斗服務，北斗服務已經(jīng)通過芯片內(nèi)置到我們的手機、汽車等設備中。我們使用導航定位服務的時候，就已經(jīng)用上了北斗衛(wèi)星。中國新入網(wǎng)的智能手機，70%已經(jīng)內(nèi)置北斗芯片，或北斗、GPS雙模芯片。雙模芯片可以同時使用GPS和北斗系統(tǒng)，這種使用不是非此即彼，而是同時使用北斗和GPS衛(wèi)星，芯片會自動挑選目前可以接收到的導航衛(wèi)星信號。

二、性能卓越·“中國版GPS”

北斗三號衛(wèi)星收官成功，其服務區(qū)域?qū)U展至全球，可以為全球用戶提供全天候、全天時、高精度的定位、導航和授時服務，北斗已成為世界的北斗！

定位精準

在定位精度上，與GPS使用的雙頻信號相比，北斗作為后發(fā)衛(wèi)星，其三頻信號可以更好地消除高階電離層延遲影響，提高定位可靠性，增強數(shù)據(jù)預處理能力，提高模糊度的固定效率。其定位精度在全球范圍內(nèi)優(yōu)于10米，在亞太地區(qū)優(yōu)于5米，精密單點定位是北斗的特色高精度服務。在中低緯度地區(qū)，北斗定位效果優(yōu)于GPS。

特色絕活

導航衛(wèi)星和通信衛(wèi)星是兩類衛(wèi)星，但北斗導航衛(wèi)星上附加了通信功能。和其他衛(wèi)星導航系統(tǒng)一樣，中國北斗也是由空間段（衛(wèi)星）、地面段（主控站、時間同步、注入站、監(jiān)測站等）和用戶段（芯片、模塊、天線、應用系統(tǒng)、應用服務等）三部分構(gòu)成。但它有兩大特色絕活。一是北斗采用了三種軌道（地球靜止軌道，有3顆衛(wèi)星包括收官之星；傾斜地球同步軌道，也有3顆衛(wèi)星；中圓地球軌道，有24顆衛(wèi)星），抗遮擋能力極強。而GPS（美國）、格洛納斯（俄羅斯）、伽利略（歐洲）都僅僅使用中圓地球軌道。二是北斗創(chuàng)新融合了導航與通信能力，定位的同時，北斗接收機還可以和衛(wèi)星進行雙向數(shù)字短報文通信，最典型的應用是可以發(fā)布1000多字的短報文及圖片等信息，解決了何人、何事、何地的問題。而GPS是單向的，只解決了“我在哪里”的問題。

數(shù)說北斗

1億片·截至2019年底，國產(chǎn)北斗兼容型芯片及模塊銷量突破1億片

7億臺/套·采用北斗兼容芯片的終端產(chǎn)品社會總保有量超過7億臺/套

120個·已出口120余個國家和地區(qū)

1萬家·截至2020年6月，全國范圍內(nèi)，衛(wèi)星導航相關企業(yè)近1萬家

1萬人·目前我國7萬多只漁船和執(zhí)法船安裝了北斗終端，漁船遇險可通過短報文求救，目前已累計救助1萬多人

三、自主創(chuàng)新·“連一顆螺絲釘都是我們自己的”

北斗重器的建設走的是一條沖破歐美技術封鎖而自主創(chuàng)新之路，北斗導航衛(wèi)星單機和關鍵元器件國產(chǎn)化率達到100%，我們擁有自己的自主知識產(chǎn)權和核心技術?！斑B一顆螺絲釘都是我們自己的！”

核心器件全部國產(chǎn)

北斗一號，自發(fā)研制供配電的太陽帆板，奠定“中國體格”；北斗二號，攻克以導航衛(wèi)星總體技術、高精度星載原子鐘等多項關鍵技術，跳動出“中國心率”；北斗三號，建立器部件國產(chǎn)化從研制、驗證到應用一體化體系，鑄造“中國靈魂”。一路披荊斬棘，一路艱辛探索，北斗三號所有部件和核心器件，如今都已達到100%國產(chǎn)化。

收官再顯中國制造

作為北斗全球?qū)Ш较到y(tǒng)的“收官之星”，這顆衛(wèi)星是自主創(chuàng)新的集大成之作。相對于靈動活潑的地球中圓軌道衛(wèi)星、飄逸優(yōu)雅的傾斜地球同步軌道衛(wèi)星，此次壓軸出場的地球靜止軌道衛(wèi)星，被稱為“吉星”，是用傳統(tǒng)國產(chǎn)的長征系列火箭發(fā)送。它采用東方紅三B（導航）衛(wèi)星平臺，是我國現(xiàn)役規(guī)模較大的衛(wèi)星平臺之一，具備導航定位授時、短報文通信、星基增強、精密單點定位等本領。（本刊2020年第9期第11頁還有精彩內(nèi)容《“北斗導航”即將完成部署：頂天立地的中國精度》，欲知詳情，敬請移步！）

素材鏈接北斗三號“收官之星”為何推遲發(fā)射

此前因中國兩次航天發(fā)射任務失利，工程全線舉一反三，進行質(zhì)量復查，北斗三號收官發(fā)射時間由5月調(diào)整至6月。6月16日，因臨射前發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品技術問題，再次推遲。值得一提的是，組網(wǎng)的北斗一號、二號以及三號此前已發(fā)射54顆衛(wèi)星，成功率高達100%，無一出現(xiàn)問題。對此，北斗三號工程任務一線技術專家表示：“為確保萬無一失，最基本的原則就是不帶疑點加注、不帶隱患上天。”來自全球的關注，發(fā)射決策團隊背負的壓力可想而知。但一旦決策失誤，就會導致不可挽回的后果。1986年1月28日，美國挑戰(zhàn)者號航天飛機升空后爆炸，七名宇航員犧牲。這起悲劇就是因為NASA看重航天飛機的發(fā)射進度，而不顧及發(fā)射存在的隱患。所以北斗收官之星臨場推遲發(fā)射的這個決定，其實背后是中國航天人幾代的堅守！

四、青年擔綱·熱血無畏的科研天團

55顆北斗的順利出道離不開一個中國當之無愧的“天團”級別的隊伍！這支陣容龐大，有30萬人之多，但大多是80后、90后的年輕人，平均年齡才31歲，比國外相關團隊年輕了十幾歲！

三個小伙子：攻克“快捕精跟”難題

1995年，北斗導航工程立項啟動不久，信號“快捕精跟”問題嚴嚴實實地堵住了北斗一號的工程進展。在所有人都一籌莫展之時，三位博士還未畢業(yè)的20多歲的小伙子——王飛雪、雍少為和歐鋼，拿出一套“全數(shù)字化”方案開始了艱難的攻關歷程。他們把一個不到10平方米的倉庫當作實驗室，進行艱難的仿真試驗。技術立項后，他們廢寢忘食，每天工作二十個小時左右，1998年5月，他們終于超預期獲得了第一批“快捕精跟”數(shù)據(jù)。

20出頭的李春景：用北京時間給世界定位

作為導航衛(wèi)星的心臟，原子鐘研發(fā)涉及量子物理學、電學、結(jié)構(gòu)力學等眾多學科，指標要求相當苛刻，研制難度非常之大，目前國際上僅少數(shù)國家具有獨立研制能力。為加快進度，北斗當時成立了三支隊伍同時開展研發(fā)。當時，只有20多歲的李春景作為原子鐘研發(fā)團隊的骨干，帶領著年輕的團隊，通過大量的分析和計算、無數(shù)的試驗分析和驗證，僅僅兩年時間就攻克了這項世界難題，且其精度已提升到每300萬年才會出現(xiàn)1秒誤差。2007年4月，一顆“中國心”原子鐘伴隨我國首顆北斗二號試驗衛(wèi)星成功發(fā)射上天，開始用北京時間給世界定位。

不到30的康成斌：突破星間鏈路技術

星間鏈路技術對北斗能否成功全球組網(wǎng)至關重要，要在太空七萬公里之間兩顆衛(wèi)星實現(xiàn)建鏈、通信功能、測距精度達到厘米量級，難度很大。在方案確立的關鍵階段，當時只有29歲的康成斌大膽提出了某關鍵技術的驗證方案，然后帶領他的青年科研團隊歷時五年攻關，取得了關鍵技術突破，最終，星間鏈路技術讓北斗三號“太空兄弟手拉手”，不僅解決了沒有地面站的問題，還將定位精度提升到了7萬公里，測距精度達到厘米級！相當于能看清幾十公里外的一根頭發(fā)絲！測量精度高于GPS?。ū究?017年第8期第16頁還有精彩內(nèi)容《“北斗女神”徐穎：讓科學走下神壇》，可參考閱讀。）

精彩時評

北斗之光照亮中國未來

國家的安全不僅僅需要依靠軍隊等“硬實力”來保障，“軟實力”也是必不可少的。而“軟實力安全”更需要依靠民間的發(fā)展和推動，而未來北斗全球系統(tǒng)將成為這種“軟實力安全”發(fā)展的推進劑。

美國《國會山報》曾發(fā)表題為《新興科技可使中國成為世界下一個創(chuàng)新超級大國》的文章，文中說：“中國領導人的講話凸顯中國已在實施以創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展的大戰(zhàn)略，謀求利用互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和人工智能的潛能。如果獲得成功，中國將成為創(chuàng)新領域的領軍大國?！?/p>

誠如美媒所論斷的，中國在科技強國的道路上越走越遠，但要實現(xiàn)“創(chuàng)新領域的超級大國”這一目標，中國人還需要永不止息地砥礪奮進。歷史已經(jīng)證明，走自主創(chuàng)新的科技發(fā)展道路是不二選擇。北斗的發(fā)展之路就是一個典范?？梢灶A見，“北斗”之光，必將照亮中國的未來！

（作者王傳寶，系國防大學軍事文化學院教授、博士生導師，來源：央視網(wǎng)）

大咖跟帖：北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)工程總設計師楊長風：創(chuàng)新無止境，我們的夢想也無止境，我們的北斗也是無止境。到了2035年，我們還將建設一個更加泛在的、更加融合的、更加智能的國家綜合時空體系，這就是我們的一個宏偉目標。

致敬北斗人，致敬中國創(chuàng)新

“君子藏器于身，待時而動，何不利之有？”從“兩彈一星”到“神舟”再到“北斗”，歷史一再證明，中國發(fā)展較好的領域，靠的就是自主創(chuàng)新，靠的就是不屈不撓?！瓣P鍵核心技術是要不來、買不來、討不來的”，要想在世界新一輪科技革命中掌握主動權，必須牢牢扭住自主創(chuàng)新這個戰(zhàn)略基點，變“為我所用”為“由我所創(chuàng)”。“我們是以百米沖刺的速度在跑馬拉松?！币晃槐倍啡藥啄昵斑@樣形容研制節(jié)奏，稱等到全球組網(wǎng)系統(tǒng)真正建成時，或許才能“松一口氣”。但今天，當“北斗三號”劃破蒼穹、沖向太空，他們依然沒有放慢腳步。他們說，“還會給世界帶來更多驚喜”。

致敬北斗人，致敬中國創(chuàng)新，致敬大時代所有的奮斗者。

（綜合自《解放軍報》、中青在線）

大咖跟帖：北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)工程首任總設計師孫家棟院士：北斗圓夢，星耀蒼穹！這是幾代人努力的結(jié)果，是中國人的驕傲，希望北斗全球系統(tǒng)穩(wěn)定運行，服務中國！服務世界！