2021-06-18 10:42
【历史瞬间】
北斗导航 正式开通
2020年6月23日9时43分,群山环抱下的西昌卫星发射中心发射场,“10、9、8、7、6、5、4、3、2、1,点火,起飞!”随着指挥员口令下达,惊雷般的巨响震撼山谷,长征三号乙运载火箭喷射出橘红色的火焰,在滚滚白烟中拔地而起、直刺苍穹。
位于火箭顶部的整流罩里,一颗地球同步轨道卫星肩负着历史使命——为北斗三号全球卫星导航系统完成星座部署。它成功了!至此,北斗三号系统的30颗组网卫星全部到位,星座部署比原计划提前半年完成。
一个多月后的7月31日,北斗三号全球卫星导航系统正式开通,面向全球提供高质量授时、导航服务。中国北斗走向世界!
北斗卫星导航系统模型
引航全球
逐梦九天问苍穹
北斗七星,位于北半球天空,由天枢、天璇、天玑、天权、玉衡、开阳、摇光七星组成。它们在天空中相连,宛如一柄舀酒之斗,故而得名“北斗”。从“天璇”星通过“天枢”星向外延伸,延长线上就是永远位于正北方的北极星。依据“上北下南、左西右东”,各处方位得以确认。
数千年来,北斗七星一直是中国人最可靠的导航标尺。它陪伴无数古人在茫茫夜色中赶路求索,也在文人墨客中留下“河汉纵且横,北斗横复直”“入得光芒北斗星”等绝妙诗句。
如今,勤劳睿智的中国人在茫茫太空中建设了新的导航标尺——北斗三号全球卫星导航系统。它由地球中圆轨道卫星、倾斜地球同步轨道卫星和地球静止轨道卫星三种不同轨道的卫星组成,为全球用户提供全天候、高精度的定位、导航和授时,还能提供千字短报文服务。2020年7月31日,北斗三号系统正式开通。这背后,是中国航天人长达26年的执着探索与实践。
全力以赴 保住频率
1994年,我国正式立项建设北斗导航系统,主要研发任务交给了中国航天科技集团五院的科研人员。从2000年至2003年,我国先后发射3颗北斗导航卫星,建成“双星定位”、一星备份的北斗一号导航系统。不过,对于正在建立全球视野的中国人来说,“双星”北斗一号还远不能满足需求。
2003年9月,正担任五院504所所长的谢军奉调进京,出任北斗二号卫星系统总设计师。这是一项前所未有的浩大工程。北斗二号系统要服务整个亚太地区,需要14颗卫星,是北斗一号系统的3倍以上,每颗卫星的产品数量和技术难度也比北斗一号卫星大很多。更紧迫的是时间!导航卫星的频率资源和轨道位置资源自申请起有7年时限,一旦超时不用就将作废。2007年4月17日就是一个生死时间节点。
全力以赴!2007年大年初七,五院北斗二号卫星试验队进驻西昌卫星发射场,大家只有一个信念:把卫星打上太空,尽快启用,保住申报的频率。4月14日凌晨,长征火箭拔地而起,将北斗二号系统第一颗中圆轨道试验卫星送入太空。4月16日晚上,所有卫星接收终端产品研发单位,都将设备放在一个操场上。卫星加电开机,他们成功收到了从太空中下传的导航信号!
成功了!操场上所有人高兴地跳了起来。在西安飞控中心大厅,谢军和工作人员紧紧拥抱,我们的卫星导航频率终于保住了!此时距离国际电联规定的空间频率申请失效时间,仅剩不到4个小时。
2012年,北斗二号导航系统建成,向亚太地区提供服务,成为国际卫星导航系统四大服务商之一。
自主可控 走向全球
2009年,在北斗二号系统稳步建设的同时,我国就启动立项北斗三号系统。这次,我们的目标是面向全球。这对卫星、系统都提出更高要求。拒绝“卡脖子”,没有其他办法,唯有自主创新。
谢军说,导航卫星给人“指路”,必须先清楚自己在哪。每颗卫星上都装有原子钟,用于定时、定位。卫星发送定位信息的速度是光速,即每秒30万千米。即使只有1毫秒的误差,定位精度误差就可以达到300千米。因此,必须使用高精度、高可靠性的星载原子钟。研制中,谢军无数次深入生产单位,做产品试验时,他一直守在车间,36个小时不合眼。经过反复试验,他们做到了星载原子钟运行300万年误差不超过1秒。
由于我国的北斗系统无法在全球建立地面通信站,谢军带领团队又攻克了星座星间链路技术,实现了卫星与卫星、卫星与地面站的链路互通。“每一颗卫星自身就是通信中继站,可以联系天上的伙伴们,及时向地面用户传递数据、信号。”谢军自豪地说,它们还能相互测距,自动“保持队形”,减轻地面管理维护压力。北斗三号系统还提升了短报文能力,不仅能提供相对抽象的位置坐标,还能发送超过1000个汉字的信息。
因为啃下了关键核心技术,北斗三号卫星单机和关键元器件国产化率达到100%,完全做到了自主可控。
天上好用 地面用好
天上北斗好用,地面用好北斗。这是谢军的心愿。如今,国之重器,正在利国惠民。
京张高铁是实现了自动驾驶等功能的智慧高铁。从北京北站出发,最快只需约1小时即可抵达河北省张家口市崇礼区的太子城站。到站时,列车缓缓停下,每一扇车门都恰好对准了站台上下客标志线。这背后就有北斗的功劳。京张高铁的运行调度指挥系统采用了北斗技术,可以实现“到点自动开车、区间自动运行、到站自动停车、停车自动开门、车门和站台联动”等智能效果。列车以时速350公里驾驶一次制动到停车,最后停准的误差在10厘米之内。
今年5月19日,来自中国兵器工业集团的科研人员现场演示了普通智能手机直接与距地面约3.6万公里高度的北斗卫星通信,成功完成短报文信息互通。这标志着北斗系统的短报文通信由传统专用终端应用,进入大众手机。据悉,首批支持北斗短报文通信功能的手机产品将于今年底上市。
记者从中国卫星导航系统管理办公室获悉,北斗系统已全面服务交通运输、公共安全、救灾减灾、农林牧渔等行业,广泛进入大众消费、共享经济和民生领域,深刻改变着人们的生产生活方式。2020年我国卫星导航与位置服务产业总体产值已达到4033亿元人民币。
6月23日,我国北斗三号全球卫星导航系统最后一颗组网卫星在西昌卫星发射中心点火升空
【记者手记】
让北斗成为闪亮的“国家名片”
2020年7月31日,北斗三号全球卫星导航系统正式开通。在开通仪式现场,作为北斗卫星导航系统工程副总设计师、北斗三号卫星首席总设计师,谢军激动不已。“作为一名中国共产党党员,我有幸投身北斗这项伟大的事业,见证它一步步成长,实现服务国家、造福全人类的目标,无比光荣。”他说。
如今,谢军和同事们正在全力做好卫星的在轨运行管理与技术支持,“我们要保证卫星12年工作寿命,确保北斗系统,特别是北斗卫星安全稳定运行,提供连续可靠的信号、多样优异的服务。”谢军说,面向下一代卫星导航系统的论证研究也已经开始,目标是到2035年建成更加泛在、更加融合、更加智能的国家综合定位导航授时体系,为智能化、无人化发展提供核心支撑,服务全球,造福人类!
谢军的心愿正在逐步实现。在今年5月举行的第十二届中国卫星导航年会上,《北斗卫星导航系统建设与发展》报告发布。报告显示,预计到“十四五”末期,我国卫星导航位置与服务总体产值翻一番,突破万亿元大关,全球市场份额翻一番,北斗产业化向更宽范围、更高水平、更高层次迈进。
谢军有一份坚定的信念:持续加强技术创新,把中国卫星导航系统的优异性能展现到极致,让北斗成为一张闪亮的“国家名片”!