6月23日，我國北斗三號全球衛星導航系統最后一顆組網(wǎng)衛星在西昌衛星發(fā)射中心點(diǎn)火升空。

　　新華社發(fā)（胡煦劼　攝）

　　2020年6月23日，由中國航天科技集團有限公司五院抓總研制的第55顆北斗導航衛星成功發(fā)射，北斗三號全球衛星導航系統星座部署全面完成。

　　中國航天人于20世紀80年代開(kāi)始探索適合國情的衛星導航系統發(fā)展道路，形成了“三步走”發(fā)展戰略?；厥字袊倍纷灾鲃?chuàng )新的發(fā)展歷程，作為北斗導航研制的“國家隊”，航天科技集團五院的研制團隊匯聚各方力量，同舟共濟，攜手拼搏，走出了一條獨特的探索道路。

　　采用北斗航標遙測遙控裝置的一艘大型燈船投放在珠江口擔桿水道。

　　記者　田建川　攝

　　北斗是第一個(gè)“吃螃蟹”的

　　早在北斗工程誕生之前，我國就曾在衛星導航領(lǐng)域苦苦摸索，在理論探索和研制實(shí)踐方面都開(kāi)展了卓有成效的工作。作為先驅者，立項于20世紀60年代末的“燈塔計劃”雖然最終因技術(shù)方向轉型、財力有限等原因終止，但它卻如同黑夜中的一盞明燈，以十余年的設計、研制為五院積累了寶貴的工程經(jīng)驗。

　　艱難的抉擇。1983年，以陳芳允院士為代表的專(zhuān)家學(xué)者提出了利用2顆地球同步軌道衛星來(lái)測定地面和空中目標的設想，通過(guò)大量理論和技術(shù)上的研究工作，雙星定位系統的概念逐步明晰。接下來(lái)的北斗路，是一步跨到全球組網(wǎng)，還是分階段走？在當時(shí)引發(fā)了不小的爭議。最終，“先區域、后全球”的思路被確定下來(lái)，“三步走”的北斗之路由此鋪開(kāi)。

　　先解決有無(wú)。1993年初，五院提出衛星總體方案，初步確定了衛星技術(shù)狀態(tài)和總體技術(shù)指標。1994年，北斗一號系統工程立項，五院組建了衛星研制隊伍，全面展開(kāi)研制工作。然而，當時(shí)國外對我們技術(shù)封鎖，國內的部件廠(chǎng)家尚未成熟，北斗一號研制只能在摸索中起步。

　　據航天科技集團五院北斗一號總設計師范本堯院士回憶，國產(chǎn)化從北斗一號的太陽(yáng)帆板做起，“當時(shí)很多衛星都不敢上，北斗是第一個(gè)‘吃螃蟹’的，硬著(zhù)頭皮上”。

　　之后的國產(chǎn)化攻關(guān)更為艱苦，不論是東方紅三號平臺的橫空出世，還是影響長(cháng)壽命的關(guān)鍵部件，憑借自力更生的創(chuàng )業(yè)精神，以李祖洪總指揮、范本堯總設計師等為代表的老一輩北斗人逐一攻克，終于在2003年建成了北斗一號系統，使我國成為繼美、俄之后第三個(gè)擁有自主衛星導航系統的國家。此間積累的建設和應用實(shí)踐經(jīng)驗、教訓，以及迅速成長(cháng)的北斗研制隊伍，為后續工程建設打下堅實(shí)的基礎。

　　汗水與淚水交錯中完成北斗二號衛星部署

　　1999年，五院在全力研制北斗一號衛星的同時(shí)，展開(kāi)了對第二代衛星導航定位系統的論證。2004年，北斗二號衛星工程正式立項研制。為實(shí)現快速形成區域導航服務(wù)能力的國家戰略，以謝軍、楊慧等為代表的北斗人設計了國際上首個(gè)以GEO/IGSO衛星為主、有源與無(wú)源導航多功能服務(wù)相融合的衛星方案，攻克了以導航衛星總體技術(shù)、高精度星載原子鐘等為代表的多項關(guān)鍵技術(shù)，打破了國外的技術(shù)封鎖，建成了國際上首個(gè)混合星座區域衛星導航系統。2012年12月，該系統開(kāi)通服務(wù)，服務(wù)區覆蓋亞太。

　　談起北斗二號8年激情燃燒的研制歲月，很多北斗人記憶猶新。2007年正是首顆北斗二號衛星研制攻關(guān)的關(guān)鍵時(shí)刻。根據國際電聯(lián)的規則，頻率資源是有時(shí)限的，過(guò)期作廢。

　　時(shí)間不等人！爭分奪秒完成了前期所有研制，為節省時(shí)間，所有參試人員進(jìn)駐發(fā)射場(chǎng)后又大干3天體力活，搬設備、扛機柜、布電纜。沒(méi)有片刻的喘息，緊接著(zhù)就是200小時(shí)不間斷的加電測試。

　　這一次，院士、型號老總和技術(shù)人員一起排班，共同度過(guò)次次險情和種種考驗。不少隊員都因為水土不服而拉肚子、發(fā)燒，謝軍總設計師暈倒了3次，但大家都帶病堅持在崗位上……

　　2007年4月16日，在成功發(fā)射的兩天后，北京從飛行試驗星獲得清晰信號，此時(shí)距離空間頻率失效僅有不到四個(gè)小時(shí)。此次壯舉，有效地保護了我國衛星導航系統的頻率資源，為北斗區域導航系統建設有序推進(jìn)起到了重要的作用。

　　和空間頻率申報期賽跑、攻克一道道技術(shù)難關(guān)、三年14星連戰連捷……汗水與淚水交錯中，研制團隊圓滿(mǎn)完成了北斗二號衛星部署，2012年12月27日，北斗衛星導航系統正式提供區域服務(wù)，北斗系統成為國際衛星導航系統四大服務(wù)商之一。

　　在河南省鄧州市小楊營(yíng)鎮安眾村，加裝有北斗導航系統的拖拉機在無(wú)人駕駛狀態(tài)下播種。

　　記者　馮大鵬　攝

　　在太空刷新“中國速度”

　　2000年成功研制我國第一代導航衛星試驗系統，2012年成功建成國際上首個(gè)混合星座區域衛星導航系統，北斗導航“三步走”戰略順利完成前面兩大步，蹄疾而步穩。

　　就在北斗二號正式提供區域導航定位服務(wù)前，北斗三號全球導航系統的論證驗證工作拉開(kāi)序幕，并明確了研制要求，確定了建設獨立自主、開(kāi)放兼容、技術(shù)先進(jìn)、穩定可靠的全球衛星導航系統的發(fā)展目標，自此北斗開(kāi)啟了創(chuàng )新發(fā)展的新征程。

　　建設高性能、高可靠的北斗全球衛星導航系統，是我國科技領(lǐng)域中長(cháng)期發(fā)展規劃的16項重大專(zhuān)項之一，系統建設既是對北斗區域系統的完善與升級，更是聚焦世界一流衛星導航系統的攀登與跨越。系統建成后性能與GPS相當，將使我國衛星導航系統達到國際先進(jìn)水平。

　　相對于北斗二號區域系統，北斗三號服務(wù)區域將擴展至全球，同時(shí)，實(shí)現了下行導航信號升級與改造等關(guān)鍵技術(shù)方面的突破，實(shí)現了與北斗二號下行導航信號的平穩過(guò)渡，并在此基礎上增加了新的導航信號，為用戶(hù)提供更為優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。

　　站在前兩代的肩膀上，北斗“第三步”邁得無(wú)比自信。航天科技集團五院的研制團隊在謝軍、遲軍、王平、陳忠貴等專(zhuān)家的帶領(lǐng)下，匯聚各方力量，把車(chē)間當成戰場(chǎng)，把攻關(guān)當成戰斗，奮勇拼搏，先后攻克了北斗系統的各種難關(guān)。

　　——新突破實(shí)現聯(lián)通無(wú)極限。由于我國北斗系統不能像美國GPS那樣，在全球建立地面站，為了解決境外衛星的數據傳輸通道，航天科技集團五院北斗三號研制團隊攻克了星座星間鏈路技術(shù)，采取星間、星地傳輸功能一體化設計，實(shí)現了衛星與衛星、衛星與地面站的鏈路互通，這就是說(shuō)，雖然“看不見(jiàn)”在地球另一面的北斗衛星，但用北斗衛星的星間鏈路同樣能與它們取得聯(lián)系。用星間鏈路技術(shù)實(shí)現太空兄弟間手拉手，心相通，不僅實(shí)現了相互間的通信和數據傳輸，還能相互測距，自動(dòng)“保持隊形”，可以減輕地面管理維護壓力。星間鏈路技術(shù)的應用中，設計了全新的網(wǎng)絡(luò )協(xié)議、管理策略和路由策略，解決了不能全球布站進(jìn)行衛星境外監測的難題，是北斗全球導航系統建設的一大特色。

　　——新技術(shù)實(shí)現衛星長(cháng)壽命?！氨倍肥且粋€(gè)開(kāi)放的系統，中國的北斗，世界的北斗，中國發(fā)展衛星導航技術(shù)是國民經(jīng)濟的重要基礎設施，也是為全人類(lèi)提供時(shí)間坐標和空間坐標的基礎設施，服務(wù)的連續性和穩定性十分重要”，航天科技集團五院北斗三號衛星總指揮遲軍介紹說(shuō)，就像停水停電影響城市生活一樣，衛星導航服務(wù)一旦中斷，國家和社會(huì )的正常運行會(huì )受到很大的影響，因此，對衛星導航的可靠性、連續性提出了苛刻設計的要求。為了提高衛星在軌服務(wù)的可靠性，北斗三號衛星采取了多項可靠性措施，使衛星的設計壽命達到12年，達到國際導航衛星的先進(jìn)水平，為北斗系統服務(wù)的連續、穩定提供了基礎保證。

　　——新“神器”讓服務(wù)“零誤差”。為了提高服務(wù)的精度，北斗三號配置了新一代原子鐘，通過(guò)提升原子鐘指標，提升衛星性能、改善用戶(hù)體驗。原子鐘是利用原子躍遷頻率穩定的特性保證產(chǎn)生時(shí)間的精準性，目前國際上主要有銣原子鐘、氫原子鐘、銫原子鐘等。我國北斗衛星采用銣原子鐘，同時(shí)還配置了性能更高的新研國產(chǎn)氫原子鐘。氫原子鐘雖然質(zhì)量和功耗比銣原子鐘大，但穩定性和漂移率等指標更優(yōu)。相對于銣原子鐘，我國起步更晚，2015年我國研制的氫原子鐘首次在軌應用驗證，為北斗全球導航系統進(jìn)行了技術(shù)探索，至今功能、性能十分穩定。星載氫原子鐘的在軌應用，對于實(shí)現北斗導航定位“分秒不差”，發(fā)揮著(zhù)重要作用。

　　自2009年12月，北斗三號研制團隊開(kāi)始加速沖刺，并在2018年成功實(shí)現一年19星發(fā)射，在太空中再次刷新了“中國速度”，不僅率先提出了國際上首個(gè)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(luò )協(xié)議，自主定軌、時(shí)間同步等系統方案，填補了國內空白；而且研發(fā)、建立了器部件國產(chǎn)化從研制、驗證到應用的一體化體系，徹底打破了核心器部件長(cháng)期依賴(lài)進(jìn)口、受制于人的局面……今日之北斗，已取得史詩(shī)般的進(jìn)步和成就，“三步走”的戰略路徑，從“夢(mèng)想在望”變成“夢(mèng)想在握”。

　　未來(lái)，到2035年，以北斗系統為核心，建設完善更加泛在、更加融合、更加智能的國家綜合定位導航授時(shí)體系。

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