迈向新征程：北斗的前世今生及未来

 

 

　　网上检索“北斗”二字，除了北斗导航卫星密集发射实施全球组网的消息，就是北斗卫星导航系统在全球不同地域、不同行业发展应用的新闻，这些无疑都证明了一点：北斗卫星导航系统正一步步迈向新征程。

 

　　北斗诞生前，世界发生了什么？

 

　　上世纪中期，美国陆、海、空三军联合研制了新一代空间卫星导航定位系统，为陆、海、空三大领域提供导航服务。1964年，世界上第一颗导航定位卫星“子午仪”开始为美国提供潜艇导航服务，美国海军实力突飞猛进。

 

　　无独有偶。1960年，前苏联军方最新规划研制的弹道导弹需要精确导引。研制一个即时、精准的导航系统被提上日程。1968年，前苏联国防部、科学院和海军一些研究所联合起来研究，一个为海、陆、空、天武装力量建立的单一解决方案应运而生。

 

　　针对世界格局的变化和国防安全发展需要，上世纪70年代，我国七五规划中提出了“新四星”计划，后来又提出了单星、双星、三星、三到五颗星的区域性系统方案，以及多星全球系统设想，后来，由于受经济等客观因素影响，这些方案设想未能成行。80年代初期，以“两弹一星”元勋陈芳允院士为首的专家团体提出了双星定位方案，这在当时被公认为最佳方案。但受经济条件等因素的拘囿，又被搁置。

 

　　1991年，海湾战争爆发。美国GPS卫星导航系统在战争中的成功应用，使我们深刻意识到，建立卫星导航系统刻不容缓。

 

　　此时，美国GPS系统已投入使用，前苏联格罗纳斯系统已基本建成。

 

　　我国北斗卫星导航系统着手建设之初，技术基础薄弱，科研攻关面临很多难题。很多人主张沿用全球定位系统（GPS）成熟的技术体制，这个方案很快被否决。卫星导航是国家重要战略资源，核心技术是学不来的。延用别人的体制，技术上将永远受制于人，必须建立完全属于自己的自主可控的卫星导航系统。

 

　　按照之前陈芳允院士提出的双星定位方案，静止高轨道卫星成为必然选择。这两颗静止轨道卫星是我国北斗一代卫星，能够提供定位通信服务，但通信功能比国际海事卫星差、定位功能比GPS卫星差。在这种情形下，北斗二代快速上马、应运而生。

 

　　2007年4月14日，我国成功将第一颗北斗导航组网卫星送入太空，从此，我国自主研制的北斗卫星导航系统进入新的发展阶段。

 

　　2015年3月30日，我国首颗用于全球组网的新一代北斗导航卫星发射升空，标志着北斗卫星导航系统已由区域运行向全球拓展。

 

　　2016年2月1日，我国第五颗新一代北斗导航卫星成功入轨，与先期发射的4颗新一代北斗导航卫星，共同开展星间链路、新型导航信号体制和新型原子钟等国产自主可控设备试验验证工作。

 

　　截至目前，我国已成功发射21颗北斗导航卫星。北斗卫星导航系统办公室主任冉承其告诉记者，按照北斗“三步走”发展战略规划，预计到2020年，我国将建成由5颗地球静止轨道和30颗地球非静止轨道卫星组网而成的北斗全球卫星导航系统，实现全球区域覆盖，为全球用户提供更高精度的服务。

 

　　坚持产品自研自用 接连实现技术突破

 

　　前不久，2015年国家科技奖励大会传来捷报：实现多系统多频兼容、具有自主知识产权的北斗芯片获得了国家科技进步奖。十二五收官之际，传来这个好消息，北斗人倍感振奋。

 

　　“目前，围绕建设世界一流全球卫星导航系统目标，我们在具备自主知识产权的导航信号体制、高性能星载原子钟等设备研发方面取得了新的进展，新一代北斗导航卫星研制生产工作正稳步推进。”中国卫星导航系统管理办公室主任冉承其如是说。

 

　　卫星导航是国家重要战略资源，只能靠自主研制。近年来，中国卫星导航系统管理办公室始终保持基础产品自主可控，基于北斗系统及多系统兼容的应用基础产品和技术接连实现新突破。特别是在核心部件芯片的研制方面，他们始终将风筝线拽在自己手中，经过几年的努力，其研制的芯片功能性能与国际一流水平基本相当，实现了自主北斗芯片、模块应用规模从零到千万量级的突破，已形成覆盖完整、门类齐全、自主可控的北斗产业链。据统计，2015年，我国卫星导航产值已达1600亿元，其中北斗系统贡献率约20%；截至2015年年底，北斗导航芯片出货量已达1500万片，高精度OME板占国内30%市场份额。

 

　　不被牵住“牛鼻子”的同时，还要反牵“牛鼻子”。北斗卫星导航系统在服务模式上有自己的特色和优势，除了提供与GPS类似的无源定位、导航、授时服务外，在我国及周边地区，还保留了北斗卫星导航试验系统独有的短报文通信功能，使得用户不仅实时知道自己的位置，还可以通过短报文通信告诉别人自己的位置，这既帮助用户快速实现了自身定位，还实现了位置信息的交互共享，这是其他卫星导航系统所不具备的。

 

　　冉承其主任说：“在偌大的时空中，既实时知道自己在哪儿，也能让别人知道自己在哪儿的体验是极其美妙的。”

 

　　网民说：“北斗，是最接地气的高科技！”

 

　　新疆生产建设兵团农业机械用了北斗，土地使用率提高5%，复播准确率由50%提高到100%；天津港集装箱作业，箱位准确率实现100%,作业成本降低两成；某北斗企业与四川卧龙国家级自然保护区达成战略合作；一款基于北斗的星网地井监控系统在西安发布；油田开发领域北斗应用系统在江苏投入使用……浏览互联网页，关于北斗卫星导航系统应用推广的新闻多如牛毛。很多网民纷纷跟帖说：“北斗，是最接地气的高科技！”

 

　　日前，中国卫星导航系统管理办公室主任冉承其在接受记者采访时说：“目前，北斗应用的模式和领域已经远远超出我们的设想，可以说，只有想不到的，没有做不到的。”

 

　　通过与新兴技术融合，北斗服务国计民生的范围越来越广、能力越来越强。冉承其主任说，“北斗与互联网、大数据、云计算等深度融合后，产生的效益将不可限量。在传统产业转型升级、新兴产业集群发展等方面，催生了新理念、新业态、新模式，改变了人们的生产生活方式。比如结合物联网的北斗菜网应用，是利用北斗系统提供的时间位置信息，使蔬菜播种、采摘、运输、上架全供应链全程可追溯，保证老百姓能够吃上“新鲜菜、放心菜”。

 

　　除此之外，2013年，国家启动了北斗地基增强系统建设。北斗系统联合交通运输部、地震局、气象局、测绘地理信息局，以及军队有关部门，通过整合国内现有的1400个GPS基准站资源，建成以北斗系统为主兼容其他系统的北斗地基增强系统。建成该系统后，北斗卫星导航系统将为中国境内用户提供分米级定位服务，部分地区定位服务最高可达厘米级。目前，这项建设已衍生出北斗高精度约车应用系统，该系统将车辆和乘客的定位精度由目前的10米大幅提升至分米级，避免了“人找车，车找人”过程中电话沟通带来的安全驾驶隐患，全方位改善了用户约车时的身心体验。

 

　　北斗将率先为“一带一路”国家提供基本服务

 

　　中国卫星导航系统管理办公室主任冉承其在参加2015年中国国际卫星应用研讨会期间表示：“根据北斗系统全球组网建设计划，2018年，北斗系统将形成面向‘一带一路’沿线国家的全球初始服务能力，率先为‘一带一路’国家提供基本服务。”

 

　　在“一带一路”战略规划中，国务院授权发布了《推动共建丝绸之路经济带和21世纪海上丝绸之路的愿景与行动》，其中指出基础设施互联互通是“一带一路”建设的优先领域；应抓住交通基础设施的关键通道、关键节点和重点工程，推进北斗的国际合作与应用。

 

　　响应国家号召，中国卫星导航系统管理办公室结合北斗卫星目前在轨情况，出台了多项举措。在“一带”方面，他们首先在全国北斗货运车联网平台提供车辆监控管理与路况信息发布等服务，目前在线管理和服务的运营车辆已超过250万台，国产高精度接收机已出口60多个国家，其中“一带一路”沿线国家30个。在此基础上，他们积极与俄罗斯、巴基斯坦等国和中亚、中东等区域开展合作，为丝绸之路经济建设保驾护航；在“一路”方面，他们通过全国北斗船联网平台提供船舶监控管理与海况信息发布服务，目前在线船舶已超4万艘，覆盖我国周边各海域，并以此为基础，与东盟区域国家开展合作，服务21世纪海上丝绸之路建设。

 

　　北斗卫星导航系统总设计师杨长风说：“‘一带一路’要实现互联互通，北斗系统可在信息联网、精确位置、指挥监控等方面发挥自己的优势，提供绝对有效的支持。”

 

　　北斗星座像一颗颗棋子，被巧妙地分布在地球不同轨道上。待棋满收盘之日，便是北斗卫星导航系统在全球绽放光芒之时。相信随着新一代北斗导航卫星依次在太空落座，北斗卫星导航系统实现全球组网的目标指日可待。