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中国北斗全球梦圆

北斗三号全球卫星导航系统正式开通
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升空。 新华社发
  据新华社北京7月31日电  7月31日,北斗三号全球卫星导航系统正式开通。中国自主建设、独立运行的全球卫星导航系统,开启了高质量服务全球、造福人类的崭新篇章。

  抚今追昔,这份沉甸甸的“成绩单”来之不易。从北斗一号工程立项开始,几代北斗人接续奋斗、数十万建设者聚力托举,在强国复兴的伟大征程中,一次又一次刷新“中国速度”、展现“中国精度”、彰显“中国气度”。

  万众一心彰显制度优势

  2017年11月,北斗三号全球组网双星首次发射。不到3年时间,中国北斗就比原定计划提前半年成功实现全球组网,让全世界领略到社会主义中国集中力量办大事的硬核实力。

  北斗系统是党中央亲自决策实施的国家重大科技工程,是我国迄今为止规模最大、覆盖范围最广、服务性能最高、与百姓生活关联最紧密的巨型复杂航天系统。

  2017年11月到2020年6月,我国成功发射30颗北斗三号组网星和2颗北斗二号备份星,成功率100%,以月均1颗星的速度,创造世界卫星导航系统组网发射新纪录。

  勇攀高峰矢志自主创新

  关键核心技术是花钱买不来的,中国北斗面对缺乏频率资源、没有自己的原子钟和芯片等难关,走出了一条自主创新、追求卓越的发展道路。

  ——有惊无险,首获占“频”之胜。

  北斗起步之时,国际上优质频率资源已经所剩无几,经过艰苦谈判,终于推动国际电联从航空导航频段中,辟出两小段资源作为卫星导航合法使用频段。国际电联规定,各国均可平等申请新资源使用权,但必须在7年有效期内发射导航卫星,并成功接收传回信号,逾期则自动失效。

  为保住2007年4月17日这一最后“窗口”,工程全系统抢在2月底完成卫星研制。然而临射前,卫星上的应答机突现异常。为确保万无一失,工程试验队果断将已矗立塔架的星箭组合体拆开,取出卫星应答机,72小时不眠不休,成功排除故障。

  4月14日4时11分,这颗肩负重要使命的卫星发射成功;17日20时许,北京清晰地接收到来自这颗卫星的信号。那一刻,距离频率失效后限已不到4个小时。中国北斗在最后时刻“压哨破门”,拿到了进军全球卫星导航系统俱乐部的“入场券”。

  ——集智会战,攻克无“钟”之困。

  星载原子钟是导航卫星的“心脏”,是卫星导航领域“皇冠上的明珠”,其性能对系统定位和授时精度具有决定性作用。

  为尽早“让中国的北斗用上最好的钟”,工程总体组织相关科研单位和企业,成立3支研发队伍同步进行攻坚。不到两年时间,3支队伍全都取得成功,自主研发出达到国际先进水平的原子钟。

  很快北斗卫星上便批量搭载全国产化星载原子钟,并实现“双钟”相互备份,卫星可靠性和在轨寿命大幅提升。

  ——负重登攀,消除缺“芯”之忧。

  缺少“中国芯”,一直是困扰我国高科技领域的一块“心病”。对于北斗系统工程建设和应用来说,拥有国产芯片,对于确保安全性、稳定性、可靠性至关重要。

  如今,国产北斗芯片工艺由0.35微米提升到28纳米,已在物联网和消费电子领域广泛应用。支持北斗三号新信号的22纳米工艺射频基带一体化导航定位芯片,功耗更低、精度更高,具备批量生产能力。截至2019年底,国产导航型芯片出货量已超1亿片,北斗导航型芯片、模块高精度板卡和天线已输出到120余个国家和地区。

  ——独辟蹊径,破解布“站”之难。

  为解决北斗系统国内建站实现全球运行和服务的难题,北斗系统首创Ka频段星间链路,创造性地提出高效解决方案。

  通过星间链路,所有在轨北斗卫星连成一张大网,实现北斗“兄弟”手拉手、心相通,相互间可以“通话”、测距,能自动“保持队形”,这使卫星定位精度大幅提高。凭借这一“绝活”,工程实现了仅依靠国内布站情况下对全球星座的运行控制,以及全球服务能力与世界一流系统的比肩。

  北斗梦圆“星”路历程

  “三步走”战略

  北斗系统首任工程总设计师孙家栋院士提出“三步走”发展战略:

  2000年

  建成北斗一号试验系统,我国成为世界上第三个拥有自主卫星导航系统的国家;

  2012年

  建成北斗二号区域系统,为亚太地区提供服务;

  2020年

  建成北斗三号全球系统,实现了北斗“全球梦”。

  “混合式”星座

  北斗一号:国际首创地球静止轨道卫星提供导航定位服务;

  北斗二号:国际首创以地球静止轨道和倾斜地球同步轨道卫星为骨干,兼有中圆轨道卫星的混合星座;

  北斗三号:将“混合星座构型”发扬光大,建成拥有24颗中圆轨道卫星、3颗地球静止轨道卫星、3颗倾斜地球同步轨道卫星组成的全球系统。

  “一体化”设计

  北斗“独门绝技”:通信导航一体化,提供全球定位导航授时服务+短报文通信。

  北斗用户:不但自己知道“我在哪”,还能告诉别人“我在哪”“在干什么”。

  北斗三号:区域短报文发送能力一次提高近10倍,支持用户数量从50万提高到1200万,实现40个汉字的全球短报文通信。北斗三号全球系统还可提供星基增强、国际搜救、精密单点定位等服务。北斗短报文通信可成为传递求救信息、拯救生命的最后保险索。

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