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《焦点访谈》 20200623 北斗飞天 星耀全球

来源:央视网2020年06月23日 20:12

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央视网消息(焦点访谈):今天(6月23日)上午9时43分,我国北斗三号全球卫星导航系统最后一颗组网卫星,也是第55颗北斗导航卫星发射成功。这次看似普通的发射,却意义非凡,这标志着,北斗三号全球卫星导航系统星座部署提前半年圆满完成。北斗系统的高精度、高可靠以及多功能的特性,决定了这是一条不平凡的探索之路。这是30多年探索实践,几代北斗人接续奋斗,历尽千辛万苦、攻克千难万险、共同努力的结果。

北斗三号系统的第30颗卫星属于地球同步静止轨道(GEO)卫星,被航天人亲切地称为“吉星”,“吉星”在北斗三号卫星系统中功能最多、信号最多、体型最大、寿命最长。它的成功发射,意味着我国提前半年完成北斗三号全球卫星导航系统星座部署。今天,“中国的北斗”真正成为“世界的北斗”,系统全面建成后,北斗将为全球用户提供更加优质的服务。

从无到有,从区域到全球,历经30多年,北斗系统走过北斗一号、北斗二号、北斗三号“三步走”的发展道路,为什么北斗系统要分三步走呢?

中国卫星导航系统管理办公室主任冉承其说:“应该讲是各方面条件限制,让我们选择了这条路。海湾战争一战让GPS成名,精确制导武器,那是第一次在战场上用,卫星导航的技术手段,因为它最高的精度可以到10米左右,那是一个了不起的进步,从那以后,凡是大国有能力的都想发展自己的卫星导航。”

北斗卫星导航系统总设计师杨长风说:“它是一个时空基准的重大基础设施,实际上最重要的是国家安全的一个重大基础设施,时间和空间这两个基本要素是不能掌握在别人手上的,所以必须要有自己的。”

上世纪九十年代,美国GPS和俄罗斯的格洛纳斯两个全球卫星导航系统分别建成并投入使用,建造属于中国人自己的卫星导航系统成为当务之急。尽管我国在1970年4月24日,成功发射了第一颗东方红卫星,之后卫星的应用里面导航是其重要的一个研究方向,但由于技术储备、工业基础,包括经济发展等各方面能力的限制,一直没能启动卫星导航系统工程建设。 

冉承其说:“卫星导航系统是几百亿的投资,这对当时的中国来说是一个非常困难的事情。”

能不能用最少的卫星和最少的经费来实现我们自己的导航系统呢?时间到了1986年,国家高技术研究发展计划——“863计划”开始实行。

冉承其说:“在这个时候,恰恰是863计划的四位发起人之一陈芳允老先生提出一个独到的方案,就是我们今天讲的双星定位方案,只要用两颗卫星,先能解决我们中国自己本土的定位能力。”

在对双星定位这种独特的方案进行技术试验和工程验证之后,1994年,我国启动北斗一号系统工程建设,2000年正式建成北斗一号系统,解决了中国区域内的卫星导航问题,实现从无到有的突破。 

杨长风说:“我认为解决了当时国情在投资少的情况下,用最少的卫星形成了国家独立自主的卫星导航系统。是当时世界上第三个具有独立自主能力的导航卫星系统,它的作用意义在这个地方,我们有自己的时空基准了,不会被国外的系统卡我们的脖子。”

北斗一号系统不仅实现了用最少的卫星进行定位,具备了对中国用户提供服务的能力,跟美国GPS和俄罗斯格洛纳斯相比,它还独具短报文通信服务功能,能进行双向数字短报文通信和精密授时。

北斗一号系统也称北斗卫星导航试验系统,这个试验系统的正式目标就是全球系统,要从一国走向全球。2004年国家批准了北斗二号系统的建设任务。美国的GPS、俄罗斯的格洛纳斯、欧盟的伽利略都采用单一的中圆地球轨道卫星星座,承担全球组网任务有这么一种轨道卫星就足够了。我们是不是能按照国际主流的发展路线直接建设全球系统呢?

杨长风说:“如果是按照别的系统那么做的话,必须要全球布站,全球都要布地面的站,地面的监控站、监测站,基于当时我们的技术还达不到这一点,在全球不能布站,所以我们全球系统当时还不具备条件。”

当时我国中圆地球轨道卫星还有很多关键技术尚未突破,需要通过实战验证,加上我们并没有足够的人力财力进行海外布站,要想一步建成全球系统举步维艰。未来该如何发展?北斗二号站在了历史的十字路口。 

杨长风说:“我们就采取了一种混合星座,既能够满足当时的需求,又能够符合国情,在技术上面又能够达到实事求是的现状,确定了亚太地区覆盖的区域系统,所以我们就创造了一个在国际上首创的一个混合星座来进行导航。”

计划优先建设的、由中高两个轨道组成的混合星座上的卫星只提供区域服务,技术比较容易攻克,这种混合星座建设模式能够早日实现我国和“一带一路”国家的区域服务,边建边用,从区域推向全球,成为建设北斗系统的又一选择。

冉承其说:“一个既兼顾原来的北斗一号,又能展望过渡到全球性第二步发展战略,就是北斗二号系统。”

然而,北斗二号系统刚刚确立,一场惊心动魄的抢占频率战就开始了。

导航卫星发射上天的前提是要申请到轨道位置和频率资源,有效期是7年。2000年我国在国际电信联盟组织争取到了轨道位置和频率资源,2004年国家批准了北斗二号系统的建设任务,此时距离最后期限不到3年,而北斗二号系统的星载“原子钟”又突遇问题。原子钟就如同一块“手表”,为卫星导航用户提供精确的时间信息服务。事实上,高精度的时间基准是卫星导航系统最核心的技术,直接决定着系统导航定位精度,对整个工程成败起着决定性作用,其重要性如同人的心脏。

杨长风说:“当时咱们研制初期技术能力有限,当时还是想通过引进,但是到后来,要真正开始引进之后,人家就不给你了。因为高精的东西,他们对我们进行技术控制。”

北斗二号系统要想跟其他导航系统水平相当,星载原子钟的性能就必须跟其他系统的一样先进。

冉承其说:“星上的原子钟就成了当时绕不开的一道槛,用性能比较差的原子钟就达不到那样的性能,甚至会差得很远。”

由于技术的封锁,寻求国际合作的道路并不顺利,北斗人面临艰难的抉择,与其这样被卡脖子,不如自己研制。

北斗人给自己定下了一个目标,原子钟的误差仅有3乘10的负13次方,约100万年差1秒。上百名科研人员仅用两年时间就攻下了原子钟的技术难关,2007年4月14日4时11分,一颗肩负着重要使命的北斗卫星起飞,于4月17日20时许传回了信号。此时,距离国际电联的“7年之限”只剩不到4个小时。

北斗二号系统第一颗卫星上天,验证了中国的原子钟已经达到世界先进水平。不仅如此,现在用在北斗系统上的原子钟已提升到每300万年才会出现1秒误差的精度,完全满足了我国的定位精度要求和卫星的使用寿命。

从北斗一号系统开始,自力更生、自主创新就是中国北斗的核心价值。北斗系统一个特点就是自主创新的技术和产品非常多,新的卫星和原来的卫星相比有很多创新,北斗三号系统为了达到世界一流的性能和水平,同样进行了全新的设计,攻克数百项关键技术,并在星间链路、信号设计等多个方面实现了技术突破。

北斗系统将为全球用户提供更加高效、优质的搜救服务,提高全球救援能力。 

中国北斗,闪耀星空。中国北斗,自主创新、自主设计、自主建造,是响当当的中国创造。据统计,2020年第一季度,在中国新入网的智能手机里,已经有70%以上的手机提供了北斗服务,北斗,正让我们的生活变得更加智能、更加便捷。而从世界上来看,目前,已经有半数以上的国家使用北斗。随着北斗三号全球卫星导航系统全面建成使用,无论你在世界的哪个角落,北斗都会为你提供满意的服务。这就是“中国的北斗,世界的北斗,一流的北斗”。

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来源:央视网

更新时间:2020年06月23日 20:12

视频简介:本期节目主要内容: 23日上午9时43分,我国北斗三号全球卫星导航系统最后一颗组网卫星、也是第55颗北斗导航卫星发射成功。这次看似普通的发射,却意义非凡。这标志着,北斗三号全球卫星导航系统星座部署提前半年圆满完成。北斗系统的高精度、高可靠以及多功能的特性,决定了这是一条不平凡的探索之路。这是30多年探索实践,几代北斗人接续奋斗,历尽千辛万苦、攻克千难万险、共同努力的结果。(《焦点访谈》 20200623 北斗飞天 星耀全球)