中國北斗全球夢圓

北斗三號全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)建成暨開通儀式31日上午在北京舉行。中共中央總書記、國家主席、中央軍委主席習近平出席儀式，宣布北斗三號全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)正式開通并參觀北斗系統(tǒng)建設發(fā)展成果展覽展示，代表黨中央向參與系統(tǒng)研制建設的全體人員表示衷心的感謝、致以誠摯的問候。中國自主建設、獨立運行的全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)，開啟了高質量服務全球、造福人類的嶄新篇章。

 撫今追昔，這份沉甸甸的“成績單”來之不易。從北斗一號工程立項開始，幾代北斗人接續(xù)奮斗、數(shù)十萬建設者聚力托舉，在強國復興的偉大征程中，一次又一次刷新“中國速度”、展現(xiàn)“中國精度”、彰顯“中國氣度”，創(chuàng)造出無愧于黨、無愧于人民、無愧于時代的輝煌業(yè)績。

 萬眾一心彰顯制度優(yōu)勢

 2017年11月，北斗三號全球組網(wǎng)雙星首次發(fā)射。不到3年時間，中國北斗就比原定計劃提前半年成功實現(xiàn)全球組網(wǎng)，讓全世界領略到社會主義中國集中力量辦大事的硬核實力。 

——這是新型舉國體制的又一次重大勝利。

 北斗系統(tǒng)是黨中央親自決策實施的國家重大科技工程，是我國迄今為止規(guī)模最大、覆蓋范圍最廣、服務性能最高、與百姓生活關聯(lián)最緊密的巨型復雜航天系統(tǒng)。

“北斗是黨和國家調動千軍萬馬干出來的，是工程全線幾十萬人團結一心拼出來的，是廣大人民群眾堅定支持共同托舉起來的?！敝袊倍沸l(wèi)星導航系統(tǒng)工程總設計師楊長風說。

 據(jù)統(tǒng)計，工程啟動以來，在全國范圍內先后調集了400多家單位、30余萬名科技人員參與研制建設。 

國內衛(wèi)星導航與位置服務領域企事業(yè)單位數(shù)量在14000家左右，從業(yè)人員數(shù)量超過50萬。

 每次發(fā)射，無論白晝黑夜還是酷暑嚴寒，無論頂風冒雪還是大雨滂沱，發(fā)射首區(qū)和火箭殘骸落區(qū)多地的數(shù)十萬人民群眾都自覺服從大局，積極進行疏散。

 每逢重要節(jié)點，數(shù)以萬計的公安干警、警衛(wèi)人員和通信、電力、氣象、交通、醫(yī)療等行業(yè)員工堅守各自崗位，共同筑起堅固的安全保障……

 堅如磐石的群眾基礎，是北斗自信走向全球的最大底氣所在和不竭動力之源。

 ——這是總體設計部思想的又一次重大勝利。

 北斗系統(tǒng)由衛(wèi)星、火箭、發(fā)射場、測控、運控、星間鏈路、應用驗證等七大系統(tǒng)組成，是跨部門、跨學科、跨行業(yè)、跨地域的復雜系統(tǒng)工程。

 “將總體設計部思想貫穿研制建設全過程，建立起科學完善的組織管理體系，這是北斗取得成功的重要經驗?！敝袊l(wèi)星導航系統(tǒng)管理辦公室主任冉承其說。 

在頂層，國家有關部門聯(lián)合成立領導小組，并設立管理辦公室，具體承擔國家衛(wèi)星導航領域主管機構職能，對北斗系統(tǒng)建設、應用產業(yè)、國際合作實施歸口管理。

 工程上下堅持把推進重大航天工程治理體系和治理能力現(xiàn)代化作為重要任務，不斷優(yōu)化管理和技術“兩條線”，形成“橫向到邊、縱向到底”的矩陣式組織管理模式。 

在加強統(tǒng)一管理的同時，面向全系統(tǒng)遴選總設計師、副總設計師，工程總體和各大系統(tǒng)均選強配齊總師班底，建立總師聯(lián)席會議制度。重大任務期間，成立聯(lián)合工作組，相關系統(tǒng)聯(lián)合成立發(fā)射場區(qū)指揮部，確保統(tǒng)一指揮、聯(lián)合行動、高效實施。

 實踐證明，在這個龐大的工作體系里，從總體層到系統(tǒng)層，從管理線到技術線，從建設口到應用口，從設計方到施工方，不同類型、不同隸屬的單位之所以能有機融為一體，得益于高效有力的總體設計部，以及與之匹配的體制機制和文化傳承。

 ——這是航天戰(zhàn)線大團結大協(xié)作傳統(tǒng)的又一次重大勝利。

 “我們常說，北斗是‘五千萬’工程，調動了千軍萬馬，經歷了千難萬險，付出了千辛萬苦，要走進千家萬戶，將造福千秋萬代?！睏铋L風說。

 建設全球系統(tǒng)與區(qū)域系統(tǒng)相比，不是簡單的規(guī)?！皵U容”，而是全面的整體“升級”，對工程全線尤其是衛(wèi)星系統(tǒng)帶來空前挑戰(zhàn)。事前據(jù)專家論證測算，以當時的研制能力，如果仍由一家單位抓總研制，很難在2020年底前完成30顆衛(wèi)星的研制生產。 

為如期“交卷”，工程全線通過強化產品多家布局，特別是采取衛(wèi)星“雙總體”，讓兩個衛(wèi)星總體單位分別組織隊伍、同步抓總研制，為確保北斗三號全球系統(tǒng)快速高效組網(wǎng)發(fā)揮了重要作用。 

今年北斗收官發(fā)射正值疫情防控吃勁階段，多支試驗隊伍、數(shù)百名科技人員齊聚發(fā)射場，任務實施過程又一波三折。面對特殊嚴峻的形勢，總體層面精心做“統(tǒng)法”，統(tǒng)籌資源、統(tǒng)籌力量、統(tǒng)籌工作；各試驗隊一再做“減法”，把現(xiàn)場人員壓到最少、工作流程調到最簡、各類風險控到最??；發(fā)射場全力做“加法”，加強防控措施、加大保障力度、加緊解決困難，齊心協(xié)力、共渡難關，有效確保了發(fā)射任務和場區(qū)防疫“雙勝利”。

 2017年11月到2020年6月，我國成功發(fā)射30顆北斗三號組網(wǎng)星和2顆北斗二號備份星，成功率100%，以月均1顆星的速度，創(chuàng)造世界衛(wèi)星導航系統(tǒng)組網(wǎng)發(fā)射新紀錄。

 追求卓越闖出特色之路 

在北斗系統(tǒng)研制建設過程中，工程全線克服種種困難，探索出一條從無到有、從有到優(yōu)、從有源到無源、從區(qū)域到全球的中國特色發(fā)展道路，憑著追求卓越的精神實現(xiàn)了“彎道超車”。

 ——“三步走”戰(zhàn)略：符合國情的“中國選擇”。

 同樣是建設全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)，美、俄和歐盟選擇搞“一步建全球”。我國起步晚、底子薄，明智選擇分步走，先解決有無、滿足急需，切實做到“把每個銅板都用在刀刃上”。

 1983年，“863計劃”倡導者之一陳芳允院士，創(chuàng)造性地提出“雙星定位”構想。這一方案，能以最小星座、最少投入、最短周期實現(xiàn)“從無到有”。

 后來，北斗系統(tǒng)首任工程總設計師孫家棟院士，進一步組織研究提出“三步走”發(fā)展戰(zhàn)略，決定先建試驗系統(tǒng)，然后再建區(qū)域系統(tǒng)，最后建成全球系統(tǒng)。

 行穩(wěn)致遠、進而有為。2000年建成北斗一號試驗系統(tǒng)，使我國成為世界上第三個擁有自主衛(wèi)星導航系統(tǒng)的國家。2012年建成北斗二號區(qū)域系統(tǒng)，為亞太地區(qū)提供服務。2020年建成北斗三號全球系統(tǒng)，實現(xiàn)了中國人孜孜以求的“全球夢”。

 奮斗沒有休止符，追夢永遠在路上：2035年左右，我國將建成以北斗系統(tǒng)為基礎，更加泛在、更加融合、更加智能的國家綜合定位導航授時體系。 ——“混合式”星座：獨樹一幟的“中國方案”。 

　　與其他全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)采取單一軌道星座構型相比，北斗系統(tǒng)獨樹一幟，堅定選擇走混合星座的特色發(fā)展之路。北斗一號建設時，在國際上首次實現(xiàn)地球靜止軌道衛(wèi)星提供導航定位服務。

　　北斗二號系統(tǒng)充分繼承北斗一號用地球靜止軌道衛(wèi)星實現(xiàn)區(qū)域導航定位覆蓋的成功經驗，在國際上首創(chuàng)以地球靜止軌道和傾斜地球同步軌道衛(wèi)星為骨干，兼有中圓軌道衛(wèi)星的混合星座。北斗系統(tǒng)高級顧問、原工程副總設計師李祖洪說，對于區(qū)域衛(wèi)星導航系統(tǒng)而言，這種“混搭”組合可以用最少衛(wèi)星數(shù)量實現(xiàn)最好覆蓋效果。

　　北斗三號系統(tǒng)將“混合星座構型”發(fā)揚光大，建成擁有24顆中圓軌道衛(wèi)星、3顆地球靜止軌道衛(wèi)星、3顆傾斜地球同步軌道衛(wèi)星組成的全球系統(tǒng)，為建設全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)提供了全新范式。

　　——“一體化”設計：引領潮流的“中國智慧”。

　　與其他衛(wèi)星導航系統(tǒng)相比，北斗系統(tǒng)確有自己的“獨門絕技”：除提供全球定位導航授時服務外，還能進行短報文通信，開創(chuàng)了通信導航一體化的獨特服務模式，是名副其實的“多面手”。

　　從功能看，其他衛(wèi)星導航系統(tǒng)僅能無源定位，因而用戶只能知道“我在哪”。而北斗用戶則不同，不但自己知道“我在哪”，還能告訴別人“我在哪”“在干什么”。楊長風說：“這一招很管用，比如突發(fā)地震、海上遇險時，在其他通信手段失效的情況下，北斗短報文通信可以成為傳遞求救信息、拯救生命的最后保險索。”

　　如今，北斗三號在全面兼容北斗二號系統(tǒng)短報文通信服務的基礎上，區(qū)域短報文發(fā)送能力一次提高近10倍，支持用戶數(shù)量從50萬提高到1200萬，而且能實現(xiàn)40個漢字的全球短報文通信。此外，北斗三號全球系統(tǒng)還可以提供星基增強、國際搜救、精密單點定位、地基增強等多樣化服務，能更好地滿足用戶的多元化需求。

　　勇攀高峰矢志自主創(chuàng)新

　　關鍵核心技術是花錢買不來的，即使買來了也是不可靠的，引進仿制的路子也走不遠，中國北斗面對缺乏頻率資源、沒有自己的原子鐘和芯片等難關，走出了一條自主創(chuàng)新、追求卓越的發(fā)展道路。

　　——有驚無險，首獲占“頻”之勝。

　　北斗起步之時，國際上優(yōu)質頻率資源已經所剩無幾，經過艱苦談判，終于推動國際電聯(lián)從航空導航頻段中，辟出兩小段資源作為衛(wèi)星導航合法使用頻段。國際電聯(lián)規(guī)定，各國均可平等申請新資源使用權，但必須在7年有效期內發(fā)射導航衛(wèi)星，并成功接收傳回信號，逾期則自動失效。

　　為保住2007年4月17日這一最后“窗口”，工程上下進行全系統(tǒng)總動員和大會戰(zhàn)，搶在2月底完成衛(wèi)星研制。然而臨射前，衛(wèi)星上的應答機突現(xiàn)異常。為確保萬無一失，工程試驗隊果斷將已矗立塔架的星箭組合體拆開，取出衛(wèi)星應答機，72小時不眠不休，成功排除故障。

　　4月14日4時11分，這顆肩負重要使命的衛(wèi)星發(fā)射成功；17日20時許，北京清晰地接收到來自這顆衛(wèi)星的信號。

　　那一刻，距離頻率失效后限已不到4個小時。中國北斗在最后時刻“壓哨破門”，拿到了進軍全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)俱樂部的“入場券”。

　　——集智會戰(zhàn)，攻克無“鐘”之困。

　　星載原子鐘是導航衛(wèi)星的“心臟”，是衛(wèi)星導航領域“皇冠上的明珠”，其性能對系統(tǒng)定位和授時精度具有決定性作用。

　　建設之初，國內星載原子鐘技術比較薄弱。當時，全世界只有少數(shù)國家有能力研制高性能星載原子鐘，進口存在諸多困難和不確定性。

　　為盡早“讓中國的北斗用上最好的鐘”，工程總體組織相關科研單位和企業(yè)，成立3支研發(fā)隊伍同步進行攻堅。不到兩年時間，3支隊伍全都取得成功，自主研發(fā)出達到國際先進水平的原子鐘。

　　很快北斗衛(wèi)星上便批量搭載全國產化星載原子鐘，并實現(xiàn)“雙鐘”相互備份，衛(wèi)星可靠性和在軌壽命大幅提升。

　　——負重登攀，消除缺“芯”之憂。

　　缺少“中國芯”，一直是困擾我國高科技領域的一塊“心病”。對于北斗系統(tǒng)工程建設和應用來說，擁有國產芯片，對于確保安全性、穩(wěn)定性、可靠性至關重要。

　　通過深入動員，工程上下形成寧可國產化產品“指標低點，價格高點，也要大膽使用”的堅定共識；工程總體研究制定行動規(guī)劃，將自主可控要求落實到關鍵技術攻關、產品研發(fā)、競爭采購等各環(huán)節(jié)；建立由專項管理辦公室牽頭，多部門參加的自主可控協(xié)調小組，大力推廣使用自主芯片、模塊、軟件產品，通過邊建邊用、反復迭代，有效提高產品質量水平。

　　如今，國產北斗芯片工藝由0.35微米提升到28納米，已在物聯(lián)網(wǎng)和消費電子領域廣泛應用。支持北斗三號新信號的22納米工藝射頻基帶一體化導航定位芯片，體積更小、功耗更低、精度更高，已具備批量生產能力。截至2019年底，國產導航型芯片出貨量已超1億片，北斗導航型芯片、模塊高精度板卡和天線已輸出到120余個國家和地區(qū)。

　　——獨辟蹊徑，破解布“站”之難。

　　按照傳統(tǒng)全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)的建設和運行模式，需要在全球范圍內建立眾多地面站。為解決北斗系統(tǒng)國內建站實現(xiàn)全球運行和服務的難題，北斗系統(tǒng)首創(chuàng)Ka頻段星間鏈路，創(chuàng)造性地提出高效解決方案。

　　為解決境外衛(wèi)星的數(shù)據(jù)傳輸通道問題，工程專門組織研究團隊攻克了星間鏈路關鍵技術，采取星間、星地測量和傳輸功能一體化設計，成功實現(xiàn)衛(wèi)星與衛(wèi)星、衛(wèi)星與地面站的聯(lián)絡互通。

　　通過星間鏈路，所有在軌北斗衛(wèi)星連成一張大網(wǎng)，實現(xiàn)北斗“兄弟”手拉手、心相通，相互間可以“通話”、測距，能自動“保持隊形”，這不僅減小地面站規(guī)模、減輕地面管理維護壓力，而且還使衛(wèi)星定位精度大幅提高。憑借這一“絕活”，工程實現(xiàn)了僅依靠國內布站情況下對全球星座的運行控制，以及全球服務能力與世界一流系統(tǒng)的比肩。

　　2020年6月，北斗三號全球系統(tǒng)星座部署完成后，聯(lián)合國外空司專門發(fā)來視頻，肯定北斗系統(tǒng)正在推動全球經濟社會發(fā)展，贊賞北斗系統(tǒng)在和平利用外太空、參與聯(lián)合國空間活動國際合作方面作出的巨大貢獻。

　　近年來，中國政府致力于推動衛(wèi)星導航領域國際合作，步履堅定、成果斐然——

　　北斗和格洛納斯系統(tǒng)實現(xiàn)信號兼容，北斗和GPS系統(tǒng)信號兼容與互操作，中歐深化開展頻率協(xié)調。成功舉辦中阿北斗合作論壇、中國—中亞北斗合作論壇等，持續(xù)擴大北斗“朋友圈”。國產北斗基礎產品已出口120余個國家和地區(qū)，基于北斗的土地確權、精準農業(yè)、數(shù)字施工、智慧港口等，已在東盟、南亞、東歐、西亞、非洲等得到成功應用。

　　中國的北斗，世界的北斗，一流的北斗。