中國智造的北斗正造福全球

北斗一號實(shí)現(xiàn)了中國導(dǎo)航衛(wèi)星從無到有的突破，使我國成為繼美、俄之后第三個(gè)擁有導(dǎo)航衛(wèi)星的國家。北斗二號突破了區(qū)域混合導(dǎo)航星座構(gòu)建、高精度時(shí)空基準(zhǔn)建立等關(guān)鍵技術(shù)，躋身國際衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)四大核心服務(wù)商。

2015年至2016年，我國陸續(xù)發(fā)射了5顆北斗三號試驗(yàn)衛(wèi)星，驗(yàn)證了高精度星載原子鐘等衛(wèi)星載荷，輕量化、長壽命、高可靠的衛(wèi)星平臺以及星間鏈路、全新導(dǎo)航信號體制等關(guān)鍵技術(shù)。

按照“最簡系統(tǒng)、基本系統(tǒng)、全球系統(tǒng)”三步走計(jì)劃，2017年11月5日，北斗三號首發(fā)雙星發(fā)射升空，開始了系統(tǒng)組網(wǎng)。站在北斗一號、北斗二號兩代系統(tǒng)基礎(chǔ)上，北斗三號技術(shù)更先進(jìn)、優(yōu)勢更明顯。

定位精度是導(dǎo)航系統(tǒng)的生命。相比北斗二號，北斗三號的性能提升1至2倍，定位精度將達(dá)到2.5-5米的水平。而且，從北斗二號向北斗三號過渡，能夠確保老用戶無感知、新用戶提性能，最終實(shí)現(xiàn)技術(shù)的新老更替。

高精度時(shí)鐘是導(dǎo)航衛(wèi)星的心臟，天地間時(shí)間越同步、誤差越小，定位精度越高。北斗三號衛(wèi)星采用國際先進(jìn)水平的銣原子鐘和氫原子鐘，授時(shí)精度達(dá)到20多納秒。相對授時(shí)精度50納秒、300萬年只有1秒誤差的北斗二號，北斗三號將帶給用戶更好的使用體驗(yàn)。北斗三號還采用了新型導(dǎo)航信號，頻率穩(wěn)定度和信號質(zhì)量都較北斗二號有大幅提高。

相比其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，北斗從一誕生就身懷一項(xiàng)獨(dú)門絕技——短報(bào)文通信。在全面兼容北斗二號短報(bào)文服務(wù)基礎(chǔ)上，北斗三號服務(wù)容量提升10倍，單次可發(fā)送1000多個(gè)中文字符甚至是圖片，實(shí)現(xiàn)了從“短信”到“微信”的跨越。與此同時(shí)，用戶機(jī)發(fā)射功率只有原來的十分之一，終端小型化、集成化，使用更方便。

除了這些，北斗三號身上還有很多創(chuàng)新閃光點(diǎn)：建立星間鏈路，解決全球布站、衛(wèi)星境外監(jiān)測的難題；開發(fā)適于直接入軌、一箭多星發(fā)射的“全桁架式衛(wèi)星平臺”；衛(wèi)星設(shè)計(jì)壽命由8年提升至10-12年……

更重要的是，北斗三號的研制過程中，加大了國產(chǎn)化部件的應(yīng)用驗(yàn)證力度，工程師們用超過一般衛(wèi)星3倍的時(shí)間反復(fù)驗(yàn)證、測試、迭代，全面考核器部件的可用性、可靠性。目前，北斗三號衛(wèi)星上的關(guān)鍵部件全部實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)化。

為加快組網(wǎng)應(yīng)用步伐，北斗三號團(tuán)隊(duì)還創(chuàng)新協(xié)同模式、優(yōu)化管理流程，發(fā)射場的衛(wèi)星試驗(yàn)人員較以往減少近一半，在發(fā)射場的全流程時(shí)間縮短近三分之一，研制人員和研制周期都大幅縮減。衛(wèi)星研制實(shí)現(xiàn)了“批產(chǎn)”，一箭雙星高頻次發(fā)射成為組網(wǎng)常態(tài)。

2012年12月底，北斗二號系統(tǒng)建成，正式提供區(qū)域服務(wù)，范圍覆蓋包括我國及周邊地區(qū)在內(nèi)的亞太大部分地區(qū)。如今，由19顆導(dǎo)航衛(wèi)星組網(wǎng)建成的北斗三號基本系統(tǒng)將把服務(wù)范圍擴(kuò)展到“一帶一路”國家和地區(qū)。未來，完成30多顆組網(wǎng)衛(wèi)星發(fā)射后，北斗三號服務(wù)范圍將覆蓋全球。

衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是重要的空間基礎(chǔ)設(shè)施，為人類社會生產(chǎn)和生活提供全天候的精準(zhǔn)時(shí)空信息服務(wù)。

自建成以來，北斗系統(tǒng)已經(jīng)在交通運(yùn)輸、國土資源、防災(zāi)減災(zāi)、測繪勘探、應(yīng)急搜救等多個(gè)行業(yè)領(lǐng)域和大眾消費(fèi)領(lǐng)域得到應(yīng)用。

在交通運(yùn)輸領(lǐng)域，超過617萬輛道路營運(yùn)車輛、3.5萬輛郵政和快遞運(yùn)輸車輛、36個(gè)中心城市約8萬輛公交車、370艘公務(wù)船舶都已安裝使用或兼容北斗系統(tǒng)，國產(chǎn)民航運(yùn)輸飛機(jī)也首次搭載了北斗系統(tǒng)。共享單車配備“北斗智能鎖”，車輛定位更精準(zhǔn)，運(yùn)營管理更精細(xì)；全國4萬余艘漁船安裝北斗，因此獲得救助的漁民超過了1萬人。

在北京，由于人口稠密，經(jīng)濟(jì)要素高度集聚，燃?xì)獍踩苯佑绊懗鞘羞\(yùn)轉(zhuǎn)。曾經(jīng)每年有7成以上的燃?xì)夤芫W(wǎng)事故因缺少精準(zhǔn)位置信息受到第三方破壞而發(fā)生。北京燃?xì)饧瘓F(tuán)在超過2萬公里的管線和燃?xì)夤芾砣a(chǎn)業(yè)鏈應(yīng)用北斗進(jìn)行管理后，全市燃?xì)庑孤┲鲃?dòng)發(fā)現(xiàn)率提高到了90%。

在陜西，通過應(yīng)用北斗導(dǎo)航技術(shù)，大唐芙蓉園景區(qū)實(shí)現(xiàn)了基于位置功能的自助導(dǎo)游、導(dǎo)覽功能；參加2018西安國際馬拉松賽的選手能夠隨時(shí)隨地了解參賽信息、賽道補(bǔ)給、緊急救援等信息；位于野外的文物有了精準(zhǔn)位置標(biāo)簽，更方便文物管理人員巡查保護(hù)；基于時(shí)空基準(zhǔn)的“城市大腦”，正逐步應(yīng)用于交通緩堵、道路規(guī)劃，促進(jìn)智慧城市建設(shè)。

不只是北京、陜西。目前，北斗系統(tǒng)已為全國超過400座城市提供北斗精準(zhǔn)服務(wù)，在城市燃?xì)?、城?zhèn)供熱、電力電網(wǎng)、智慧交通、智慧養(yǎng)老等多個(gè)行業(yè)發(fā)揮作用。

與此同時(shí)，更多與北斗相關(guān)的技術(shù)和應(yīng)用創(chuàng)新不斷涌現(xiàn)：國產(chǎn)北斗芯片工藝由0.35微米提升至28納米，最低單片價(jià)格不到6元錢。為藏羚羊佩戴的“北斗項(xiàng)圈”解決了GPS等系統(tǒng)無法回傳數(shù)據(jù)的問題，能夠監(jiān)測藏羚羊一整年的遷徙路徑。結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)的北斗菜網(wǎng)應(yīng)用，蔬菜播種、采摘、運(yùn)輸、上架全供應(yīng)鏈全程可追溯，老百姓能夠吃上“新鮮菜、放心菜”。

目前，北斗系統(tǒng)已形成包括基礎(chǔ)產(chǎn)品、應(yīng)用終端、運(yùn)行服務(wù)等較為完整的產(chǎn)業(yè)體系。中國衛(wèi)星導(dǎo)航定位協(xié)會主編的《2018中國衛(wèi)星導(dǎo)航與位置服務(wù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書》顯示，我國衛(wèi)星導(dǎo)航與位置服務(wù)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值已達(dá)2550億元。其中，北斗對我國衛(wèi)星導(dǎo)航與位置服務(wù)產(chǎn)業(yè)核心產(chǎn)值貢獻(xiàn)率已達(dá)80%。

未來，北斗三號更加優(yōu)異的性能以及一系列新技術(shù)，將進(jìn)一步拓展北斗系統(tǒng)的應(yīng)用服務(wù)范圍。例如，按照國際民航標(biāo)準(zhǔn)提供星基增強(qiáng)服務(wù)，讓航班飛行、起降更安全；提供國際搜索救援服務(wù)，讓海事搜救更加快速精準(zhǔn)，等等。隨著“萬物互聯(lián)”時(shí)代的到來，北斗導(dǎo)航系統(tǒng)將在更多的行業(yè)和領(lǐng)域得到應(yīng)用，造福國計(jì)民生。

衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是國民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)設(shè)施，也是全球性公共資源。從建設(shè)之初，北斗導(dǎo)航系統(tǒng)就秉持開放合作理念——既是中國的北斗，也是世界的北斗。

北斗二號建成后，在向國內(nèi)提供系統(tǒng)服務(wù)的同時(shí)，即公開向亞太地區(qū)提供免費(fèi)服務(wù)。

從北斗地面增強(qiáng)基站落戶泰國，到新加坡將北斗用于解決城市擁堵問題，再到中阿北斗中心在突尼斯落成，北斗走向全球的足跡越來越遠(yuǎn)，服務(wù)的世界各國民眾越來越多。

在蒙古國，用上“北斗衛(wèi)星放牧系統(tǒng)”后，牧民冬季放牧?xí)r用手機(jī)就能詳知整群牲畜的位置、數(shù)量和生存狀態(tài)；在老撾，北斗服務(wù)于精細(xì)農(nóng)業(yè)、病蟲災(zāi)害監(jiān)管；在文萊，北斗輔助其都市建設(shè)、智慧旅游；在巴基斯坦，北斗為地籍管理、環(huán)境監(jiān)測、交通監(jiān)控等多種信息化管理提供保證；在馬來西亞，“北斗東盟數(shù)據(jù)及服務(wù)中心”為東盟地區(qū)多國提供多領(lǐng)域服務(wù)……

目前，北斗系統(tǒng)已覆蓋沙特、緬甸等近30個(gè)“一帶一路”沿線國家。

為世界提供更好服務(wù)，離不開技術(shù)創(chuàng)新——

使用普通的導(dǎo)航衛(wèi)星定位時(shí)，會有幾米甚至十幾米的誤差。在地面建設(shè)基準(zhǔn)參考站可以減小定位誤差。然而，一座基站只能覆蓋周圍幾十公里?？看罅拷ㄔO(shè)基站來實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位，不僅耗資巨大，還無法實(shí)現(xiàn)熱點(diǎn)地區(qū)全覆蓋。

如今，在天上靜止的北斗三號地球同步軌道（GEO）衛(wèi)星，可以像其他通信衛(wèi)星那樣向地面穩(wěn)定地傳送信號，相當(dāng)于直接把基站建到了天上，既減少了大規(guī)模的基站建設(shè)，也有利于用戶更便捷使用精準(zhǔn)的定位服務(wù)。

為世界提供更好服務(wù)，離不開開放合作——

2014年，北斗系統(tǒng)成為繼美國GPS、俄羅斯格洛納斯系統(tǒng)之后第三個(gè)被國際海事組織認(rèn)可的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，正式取得海事應(yīng)用國際合法地位。目前，北斗系統(tǒng)已被國際民航、國際海事、3GPP移動(dòng)通信等國際組織接納與認(rèn)可，將為全球免費(fèi)提供搜索救援服務(wù)。

2014年，北斗與GPS在達(dá)成頻率兼容共識基礎(chǔ)上，建立合作機(jī)制，共同推動(dòng)民用衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)發(fā)展。2015年，北斗與伽利略系統(tǒng)完成衛(wèi)星導(dǎo)航頻率協(xié)調(diào)工作。去年，北斗又與格洛納斯成功進(jìn)行了兩大系統(tǒng)的兼容試驗(yàn)。北斗三號將提供性能更優(yōu)、與其他系統(tǒng)信號兼容互操作程度更高、用戶體驗(yàn)更優(yōu)的服務(wù)信號。

目前，我國已與南亞、中亞、東盟、阿盟、非洲等國家和組織建立了相關(guān)合作機(jī)制，并成功舉辦首屆中阿北斗合作論壇。聯(lián)合國全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)國際委員會第十三屆大會上，我國將衛(wèi)星導(dǎo)航服務(wù)擴(kuò)展到地月空間的提案得到了充分認(rèn)可。

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)已成為中國改革開放40年來取得的重要成就之一。今日的中國北斗，無比精彩；明日的“世界北斗”，更加值得期待。