中国北斗迈进全球服务新时代

7月31日,北斗三号全球卫星导航系统建成暨开通仪式在北京举行。中国向世界宣布北斗三号全球卫星导航系统正式开通,标志着北斗“三步走”发展战略圆满完成,北斗迈进全球服务新时代。

从1994年北斗一号工程立项开始,二十六载风雨兼程,几代北斗人接续奋斗、数十万建设者聚力托举,“中国的北斗、世界的北斗、一流的北斗”成为现实。

团结一心

30余万科技人员集智攻关

1994年,世界首个全球卫星导航系统GPS全面建成;而这一年,中国北斗一号系统刚刚立项。

2000年,北斗一号构建起兼具定位授时和短报文通信服务的双星定位系统,我国成为继美国、俄罗斯之后世界上第三个具有卫星导航系统的国家。

2004年,北斗二号系统工程立项;2012年完成北斗二号系统建设,全天时全天候为亚太大部分地区提供定位导航授时服务。

2009年11月,北斗三号启动建设;2020年6月,北斗全球组网成功。

“10余年来,北斗三号工程建设历经关键技术攻关、试验卫星工程、最简系统、基本系统、完整系统五个阶段,提前半年完成全球星座部署,开通全系统服务。”中国卫星导航系统管理办公室主任、北斗卫星导航系统新闻发言人冉承其表示,建成即开通、开通即服务,工程建设取得巨大成就。

据中国卫星导航系统管理办公室统计,北斗工程启动以来,在全国范围内先后调集了400多家单位、30余万名科技人员参与研制建设。陈芳允、孙家栋两位“两弹一星”元勋和几十名两院院士领衔出征。

北斗工程总设计师杨长风感慨地说:“北斗是党和国家调动千军万马干出来的,是工程全线几十万人团结一心拼出来的,是广大人民群众坚定支持共同托举起来的。”

“400多家单位、30余万科技人员集智攻关,攻克星间链路、高精度原子钟等160余项关键核心技术,突破500余种器部件国产化研制,实现北斗三号卫星核心器部件国产化率100%。“冉承其表示。

同时,“发挥举国体制优势,高效完成组网。”冉承其介绍说,加强集中统一领导,建强工程总体和两总研制队伍,以总体、技术、质量、进度为标准,创新研制建设体系,单星研制周期缩短1/4,运载火箭总装周期缩短1/3,卫星入网周期缩短3/4。

混合星座

独树一帜的“中国制造”

在北斗系统研制建设过程中,工程全线始终坚持从现实国情出发,遵循“自主、开放、兼容、渐进”原则,克服种种困难,探索出一条从无到有、从有到优、从有源到无源、从区域到全球的中国特色发展道路,凭着追求卓越的精神实现了“弯道超车”。

“北斗系统是一个高风险、复杂的系统,技术上采用独树一帜的混合星座,由约36000公里高度的GEO、IGSO卫星,约21000公里高度的MEO卫星组成。”北斗系统工程副总设计师、北斗三号工程卫星系统总师谢军说。

“卫星指标要求高、空间环境复杂,同时工作寿命大于10年和12年,作为卫星的产品,它的质量具有在轨很难维护、很难修复、很难更换的特点,所以研制和入轨后,科学家都做了大量细致有效的工作。”谢军表示,比如,在卫星系统方案的设计上,我国选用的都是成熟的技术方案。对于一些新技术,北斗创新的技术体制和产品,开展了充分的地面试验验证,保证风险可控。

“卫星发射入轨以后,工程研制队伍并非不做任何工作。”谢军表示,管理上,北斗系统专门设置组建由卫星设计方为主的在轨支持系统,由有经验的卫星设计师对在轨产品以及卫星工作状态,通过卫星下传的工作参数以及工作状态的信号连续地判读。工程上,定期进行评估。通过评估可以发现一些变化规律,对于这些规律,相应地在地面研究对策。

在轨赋能

建成世界一流的北斗

“北斗三号具备导航定位和通信数传两大功能,可以提供定位导航授时、全球短报文通信、区域短报文通信、国际搜救、星基增强、地基增强、精密单点定位等7类服务。从性能指标来看,北斗三号全球范围定位精度优于10米、测速精度优于0.2米/秒、授时精度优于20纳秒、服务可用性优于99%。”冉承其说,北斗三号定位精度最好,还提供很多增值服务,可以说是“人无我有、人有我优”。

“北斗系统卫星不拘泥于当下能够实现的指标,而是通过系统的持续创新把长板和短板结合,持续地改进硬件系统的先进性,通过在轨赋能来解决卫星发射上天后产品性能的持续改善。”北斗三号工程卫星系统总师林宝军表示,卫星发射上天以后硬件没有办法更改,通过在轨赋能技术解决了后续问题。就好像手机一样,手机可以通过软件升级来更新系统,这种能力在卫星上叫做“软件重构和在轨赋能”,当卫星有了这种能力之后,卫星在发射上天后可以完成性能、能力的持续改进。

“北斗永远在路上,建设在路上、应用在路上。”冉承其说,2035年前将建成更加泛在、更加融合、更加智能的国家综合定位导航授时体系,为未来智能化、无人化发展提供核心支撑,持续推进系统升级换代,融合新一代通信、低轨增强等新兴技术,大力发展量子导航、全源导航、微PNT等新质能力,构建覆盖天空地海、基准统一、高精度、高智能、高安全、高效益的时空信息服务基础设施。

本报记者 李争粉