2019年5月17日23時48分，我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長征三號丙運載火箭，成功發(fā)射一顆北斗導航衛(wèi)星。這是我國北斗二號工程的第4顆備份衛(wèi)星，也是第45顆北斗導航衛(wèi)星。
目前，北斗三號基本系統(tǒng)已完成建設。根據(jù)計劃，2020年10月前，由北斗二號和北斗三號系統(tǒng)共同提供服務;2020年10月后，將以北斗三號系統(tǒng)為主提供服務。
回首來路，不論是先驅者“燈塔計劃”的未果而終、雙星定位系統(tǒng)概念的提出，還是北斗一號系統(tǒng)從無到有，北斗二號系統(tǒng)正式提供區(qū)域服務，再到北斗三號以昂揚的姿態(tài)走向世界……穿越激蕩四十余年，北斗趟出了一條獨特的發(fā)展道路，在導航領域成就了一段波瀾壯闊的東方傳奇。
□ 北斗系統(tǒng)的前世今生
符合國情之路 “先區(qū)域、后全球”的“三步走”戰(zhàn)略
我國于20世紀后期開始探索適合國情的衛(wèi)星導航系統(tǒng)發(fā)展道路，逐步形成“三步走”發(fā)展戰(zhàn)略：2000年年底建成北斗一號系統(tǒng)，向中國提供服務;2012年年底建成北斗二號系統(tǒng)，向亞太地區(qū)提供服務;2020年前后建成北斗全球系統(tǒng)，向全球提供服務。
在北斗工程誕生之前，我國曾在衛(wèi)星導航領域苦苦摸索，在理論探索和研制實踐方面都開展了卓有成效的工作。
立項于上世紀60年代末的“燈塔計劃”作為先驅者，雖然最終因技術方向轉型、財力有限等原因終止，卻如同黑夜中的一盞明燈，為我國積累了寶貴的工程經(jīng)驗。
1983年，以陳芳允院士為代表的專家學者提出了利用2顆地球同步軌道衛(wèi)星來測定地面和空中目標的設想，通過大量理論和技術上的研究工作，雙星定位系統(tǒng)的概念逐步明晰。
接下來，北斗是一步跨到全球組網(wǎng)還是分階段走?當時引發(fā)了爭議。最終，“先區(qū)域、后全球”的思路被確定下來，“三步走”的北斗之路由此鋪開。參與了技術路線討論的北斗一號衛(wèi)星總設計師范本堯院士后來評價說：“全球組網(wǎng)需要大量的時間和資金。當時用戶還集中在國內(nèi)、周邊，因此‘先區(qū)域、后全球’的技術途徑更符合中國國情。”
作為解決“有無”問題的第一步，北斗一號需要花小錢辦大事，驗證系統(tǒng)設計思想的正確性。1993年初，我國提出衛(wèi)星總體方案，初步確定衛(wèi)星技術狀態(tài)和總體指標，次年研制工作全面展開。北斗一號系統(tǒng)于2003年建成，使我國成為繼美、俄之后第3個擁有自主衛(wèi)星導航系統(tǒng)的國家。
面對快速增長的應用需求，北斗二號邁開了提升性能的第二步。早在1999年，我國在研制北斗一號的同時，就展開了對第二代衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)的論證。2004年北斗二號衛(wèi)星工程正式立項研制，隨后導航系統(tǒng)工程被列入我國16項國家重大專項工程。2012年12月27日，北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)正式提供區(qū)域服務，成為國際衛(wèi)星導航系統(tǒng)四大服務商之一。
站在前兩代星座的肩膀上，北斗第三步邁得無比自信。星間鏈路、全球搜救載荷、新一代原子鐘等新“神器”閃耀亮相，整體性能大幅提升……今日之北斗已經(jīng)夢想在握。
共同“致富”之路 項目群管理支撐衛(wèi)星組批生產(chǎn)和密集發(fā)射
“一枝獨秀不是春”，中國北斗始終具有國際視野和家國情懷。
在國家支持下，該工程牽引帶動了數(shù)百家單位、數(shù)萬人團結協(xié)作，早已形成“全國一盤棋”的大格局。
在航天領域，五院緊密結合中國國情和航天系統(tǒng)研制實踐，創(chuàng)造性地提出了一套突破關鍵技術、形成系統(tǒng)集成、確保衛(wèi)星產(chǎn)品高質量的項目群管理方法，全面支撐了衛(wèi)星組批生產(chǎn)和密集發(fā)射，已成為宇航產(chǎn)品工程的新路徑、新思路。
在學科發(fā)展領域，北斗系統(tǒng)的研發(fā)直接帶動了航天器總體設計、航天器動力學、航天器環(huán)境試驗技術、空間數(shù)據(jù)系統(tǒng)、航天器數(shù)字化設計等專業(yè)快速發(fā)展，促進了導航星座時空基準建立與維持、導航信號生成與傳輸、空間微放電機理與抑制、原子物理應用等新興學科的建立。在北斗系統(tǒng)上使用星座可靠性分析、衛(wèi)星共位、大規(guī)模集成電路空間應用、國產(chǎn)碳纖維等大量新技術，顯著促進了我國結構材料、微處理計算機、微波器件、電子技術等基礎學科和工業(yè)的快速發(fā)展，提高了相關領域裝備的國產(chǎn)化水平，提升了科技產(chǎn)業(yè)對前沿技術發(fā)展的引領能力。
作為上游產(chǎn)業(yè)，北斗導航衛(wèi)星系統(tǒng)既牽引了原材料、元器件、制造工藝的發(fā)展，又促進了下游基礎產(chǎn)品、導航終端用戶產(chǎn)品和運營服務產(chǎn)業(yè)鏈的形成，為建設下一代信息基礎設施、發(fā)展現(xiàn)代信息技術產(chǎn)業(yè)體系、推動國民經(jīng)濟又好又快發(fā)展作出了貢獻。基于衛(wèi)星導航定位的位置服務已成為新興產(chǎn)業(yè)領域。
自主創(chuàng)新之路與國際先進衛(wèi)星導航系統(tǒng)同臺競技
“‘巨人’對我們技術封鎖，不讓我們站在肩膀上，唯一的辦法，就是自己成為巨人。”北斗一號衛(wèi)星總指揮李祖洪說，“北斗的研制，是中國人自己干出來的。”
秉承“探索一代，研發(fā)一代，建設一代”的創(chuàng)新思路，中國北斗始終把發(fā)展的主動權牢牢掌握在自己手中，以志不改、道不移的堅守拼下累累碩果。
北斗一號系統(tǒng)原創(chuàng)性地提出雙星定位方法，打破國外技術壟斷，建立了國際上首個基于雙星定位原理的區(qū)域有源衛(wèi)星定位系統(tǒng)。該星座的短報文服務在國際導航領域獨一無二，在汶川地震等國家重大事件中發(fā)揮了至關重要作用。短報文服務作為北斗的特色，在后續(xù)北斗衛(wèi)星中保留了下來，為許多國家開展導航衛(wèi)星研制提供了啟發(fā)。
北斗二號系統(tǒng)突破了區(qū)域混合導航星座構建、高精度時空基準建立的關鍵技術，實現(xiàn)了星載原子鐘國產(chǎn)化，并在國際上首次實現(xiàn)混合星座區(qū)域衛(wèi)星導航系統(tǒng)。該系統(tǒng)建成后，其各項技術指標均與國際先進水平相當。中共中央、國務院、中央軍委對北斗區(qū)域衛(wèi)星導航系統(tǒng)的建成給予了高度評價，稱“該系統(tǒng)建成并投入使用，是國家和軍隊信息化建設的重要里程碑，是對我國經(jīng)濟社會發(fā)展的重要貢獻”。
在北斗三號全球組網(wǎng)建設中，中國航天科技集團五院(簡稱五院)率先提出國際上首個高中軌道星間鏈路混合型新體制，形成了具有自主知識產(chǎn)權的星間鏈路網(wǎng)絡協(xié)議、自主定軌、時間同步等系統(tǒng)方案，填補國內(nèi)空白;研發(fā)國內(nèi)首個適于直接入軌一箭多星發(fā)射的“全桁架式衛(wèi)星平臺”，實現(xiàn)了衛(wèi)星自主監(jiān)測和自主健康管理;實現(xiàn)了星載大功率微波開關、行波管放大器等關鍵國產(chǎn)化元器件和部組件成功應用，打破核心器部件長期依賴進口、受制于人的局面，為全球組批研制快速組網(wǎng)建設鋪平了道路。
作為國家影響力、威懾力的象征，北斗與國際先進衛(wèi)星導航系統(tǒng)同臺競技，做到了“核心在手”，打破了美國GPS系統(tǒng)壟斷局面，增強了我國在國際導航領域的話語權和主動權。
□ 北斗系統(tǒng)具體應用在哪些方面?
國內(nèi)：北斗就在我們身邊
對于普通人來說，最常見的一個問題或許就是：我們什么時候能用上北斗?實際上，北斗就在我們身邊。
據(jù)統(tǒng)計，2017年，中國申請入網(wǎng)檢測的智能手機中，支持北斗定位功能的4G手機款型占比高達99%。目前除蘋果手機外，其他主流智能手機基本都支持北斗系統(tǒng)。也就是說，只要打開定位功能，絕大部分手機都有北斗系統(tǒng)提供的服務。只不過由于手機定位采用的幾乎都是多模式衛(wèi)星定位，并不會顯示哪一刻的服務是由北斗提供的，哪一刻是其他系統(tǒng)提供的。
除了手機定位，北斗還在其他領域起著更為重要的作用，比如特殊市場、大眾市場、行業(yè)市場。
特殊市場涉及警用、防災減災、應急救援、公共安全等領域。2008年汶川地震救災時，正是帶有北斗短報文功能的終端，發(fā)出了來自震區(qū)的第一條消息。
在大眾市場，北斗的高精度服務有著廣闊前景。對于經(jīng)常使用導航的人來說，想必都經(jīng)歷過主路輔路難分辨、高架地面不識別的困擾。這樣的錯誤識別，對于自動駕駛汽車來說更為致命。北斗的高精度定位則能帶來車道級別的導航，用戶不需要自己操心，即使是一個“路癡”，也可以精準抵達目的地。而當定位精度達到厘米級時，自動駕駛、自動停車技術也就不再遙遠。
在行業(yè)市場，北斗系統(tǒng)在交通運輸行業(yè)和漁業(yè)得到了很好的應用。2018年11月22日，交通部新聞發(fā)言人吳春耕表示，全國已有超過617萬輛道路營運車輛、3.5萬輛郵政和快遞運輸車輛、36個中心城市約8萬輛公交車、370艘交通運輸公務船舶安裝使用或兼容北斗系統(tǒng)，國產(chǎn)民航運輸飛機首次搭載北斗系統(tǒng)。
此外，目前北斗導航與短報文服務系統(tǒng)已經(jīng)覆蓋我國渤海、黃海、東海和南海4萬余條漁船，在沒有移動通信信號的海域，使用北斗系統(tǒng)短報文功能，漁民能夠向家人報平安，向外界發(fā)送求救信號，北斗被譽為“漁民的海上保護神”。
專家表示，北斗導航系統(tǒng)投入民用市場不到十年的時間，已經(jīng)產(chǎn)生出巨大的經(jīng)濟效益和社會效益，拉動了傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的技術改造，催生出一批新的經(jīng)濟形態(tài)，為大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)、人工智能等國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)提供了基礎性的中國時空體系框架，為正在崛起的智能信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展發(fā)揮著奠基鋪路和引領作用。2017年，我國衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)總值達到2550億元，預計到2020年達到4000億元。
國際：北斗之光照亮中外同行路
2019年4月1日在突尼斯舉辦的第二屆中阿北斗合作論壇上傳來讓人振奮的好消息：阿拉伯國家上空平均可見8顆以上北斗衛(wèi)星，定位精度優(yōu)于10米，可用性95%以上�？蔀榘⒗畤液偷貐^(qū)提供優(yōu)質衛(wèi)星導航服務。
這些年，北斗的國際化步伐明顯加快。
——2014年6月5日，中阿合作論壇第六屆部長級會議提出北斗系統(tǒng)落地阿拉伯項目的倡議。
——2015年5月8日，中國與俄羅斯簽署北斗和格洛納斯系統(tǒng)兼容與互操作聯(lián)合聲明。
——2018年4月10日，中國北斗首個海外中心——中阿北斗/GNSS中心在位于突尼斯的阿拉伯信息通信技術組織總部舉行揭牌儀式。
從教育培訓到精準農(nóng)業(yè)，從勘測定位到公共安全，北斗提供的服務越來越豐富多樣。從巴基斯坦的交通運輸、港口管理，到印尼的土地規(guī)劃、海岸線測繪，再到中俄的農(nóng)業(yè)自動化，北斗走向全球的步伐越來越堅實。
今日的北斗，不僅為“一帶一路”建設等中外合作“導航”，也為所有參與國家編織“合作網(wǎng)”。北斗之光，正在將中外同行之路照得更亮。
2017年11月，北斗三號系統(tǒng)拉開全球組網(wǎng)序幕。2018年11月，基本系統(tǒng)完成組網(wǎng)建設。在正樣設計之初，北斗三號就把服務精度設計目標對標第三代GPS及伽利略系統(tǒng)設計指標。在東南亞等地區(qū)，北斗在赤道上空地球靜止軌道上布有多顆高軌地球同步衛(wèi)星，提供的服務，尤其是動態(tài)定位與測量服務優(yōu)于國際同類產(chǎn)品。隨著不斷組網(wǎng)和更多衛(wèi)星上天，未來的北斗，潛力可期。
北斗不斷邁出步伐，讓世界各國從此多了一個選擇。北斗已加入民航、海事、移動通信等國際組織，國際搜救衛(wèi)星組織將北斗納入全球衛(wèi)星搜救系統(tǒng)計劃……如今，北斗各類產(chǎn)品已經(jīng)進入全球90多個國家和地區(qū)，不僅帶來先進技術，也帶來機遇與希望。北斗走向世界的歷程，展現(xiàn)的正是中國愿同各國共享技術發(fā)展成果、共促全球衛(wèi)星導航事業(yè)蓬勃發(fā)展的意愿。
□ 關于北斗的謠言，別信
謠言一：北斗地圖APP上線
2018年，有網(wǎng)絡消息稱，其導航功能可精確到1米以內(nèi)，能夠清晰定位到具體車道。一時間，北斗地圖APP將上線的消息形成刷屏之勢。之后有專業(yè)人士辟謠，指出“北斗地圖”的說法純屬忽悠，官方也及時利用新媒體渠道推送北斗的科普知識以正視聽，平息了這次借北斗之名行商業(yè)炒作之實的事件。
作為高科技，北斗盡人皆知，但并非所有人都了解它的技術特點。北斗系統(tǒng)是國家投資建設的衛(wèi)星導航系統(tǒng)，功能是定位、導航、授時，類似美國GPS(全球定位系統(tǒng))，比GPS還多了一項能夠發(fā)送信息的短報文功能。北斗系統(tǒng)可以給電子地圖提供一定的技術支撐，但說成是“北斗地圖”則容易引起誤導。因為導航衛(wèi)星只能提供定位，只有遙感衛(wèi)星才能幫忙生成地圖的影像。
一直以來，北斗系統(tǒng)強調(diào)“天上建好、地上用好”，也就是為全球提供導航定位能力，歡迎所有人利用這種能力研發(fā)出北斗相關應用并去使用。因此，北斗系統(tǒng)不存在獨家代理，也不存在某一廠商代表國家北斗形象。 也就是說，即便“北斗地圖”存在，也只是某一企業(yè)的產(chǎn)品，并不能代表北斗系統(tǒng)。北斗系統(tǒng)和從事北斗系統(tǒng)開發(fā)的廠家是兩回事。
謠言二：北斗微信上線，不怕被封群
2019年初，一條“北斗微信上線”的消息在網(wǎng)上瘋傳。這條消息稱：“大家趕緊把這個鏈接下載了，這個是我們自己的北斗微信，我現(xiàn)在已經(jīng)用上，網(wǎng)速也快，字體也清楚，家人們，歡呼吧!終于用上咱們自家的北斗導航系統(tǒng)了!https://***.weixin.qq.com/*** 這是北斗微信，直接下載，直接覆蓋了原來的微信，不要從瀏覽器進入。我們再也不會被騰訊封群了，咱們?nèi)w都做這個動作，下載后網(wǎng)速快，不卡機子不封群!”
事實上，微信官方辟謠稱“北斗導航系統(tǒng)，是我國的一項重大科技進步。但它是一種導航系統(tǒng)，是用來指路的，不是用來上網(wǎng)的。根本沒有所謂的北斗版本，面對此類來路不明的消息和下載鏈接，網(wǎng)友們一定要保持警惕。”
□ 記者 吳承江 整理自新華社、《科技日報》、《人民日報》等
