周玉利

　　作文君：北斗七星，镶嵌在无垠苍穹，千百年来被人们奉为方向、光明、信仰和永不放弃的化身；今天，浩渺天幕再嵌“北斗”，光耀全球，为前进中的民族复兴梦定位导航！2020年6月23日9时43分，西昌卫星发射中心，长征三号乙运载火箭喷薄着烈焰拔地而起！北斗第55颗也是组网的最后一颗卫星发射成功！55颗北斗卫星环绕穹宇，这正式宣告中国第一“巨星天团”——“北斗三号”全球卫星导航系统星座部署全面完成！更代表着中国北斗正式跻身世界四大卫星导航系统行列！从1994年北斗一号工程立项，北斗人从零起步，自主创新跋涉20余载，却走完了国外卫星导航系统40年的发展路程，起步最晚的中国北斗后来居上，首次创造了3种不同轨道构成的混合星座，以及独具特色的短报文通信和星间链路，实现了星星互联、星地互联！至此，中国北斗成为了超越俄欧与美国GPS比肩的最先进、最完备的导航系统。中国北斗，雄起！

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　　一、我们为何要建自己的北斗

　　以前全世界只有美、俄拥有成熟的自主卫星导航系统，该导航系统的原理是利用人造卫星来实现地球表面物体的精确定位，1990年8月海湾战争中，美军在没有任何地形特征的情况下，依靠GPS导航横穿中东茫茫沙漠，实现巡航导弹等武器的精确打击，伊拉克军队甚至找不到对手在哪里！虽然美国GPS免费给世界各国使用，但一旦关闭，中国可能连指南针都用不了，建立中国的卫星导航、定位和授时系统对保障国民经济的正常运行和国防安全都至关重要，也有助于中国在世界上争取更多话语权。

　　曾经受制于人

　　在北斗诞生之前，美国曾利用其强大的卫星导航系统使我国商船在海上迷失方向，2枚导弹突然偏离轨道。为摆脱对国外导航系统的依赖，打破受制于人的局面，我国北斗团队白手起家，另辟蹊径，决心创造属于中国人自己的卫星导航系统。2000年，中国第一颗北斗导航试验卫星发射升空，带着北斗人的梦想与期盼，拉开了北斗一号组网的序幕。

　　北斗如今已经深入我们生活

　　北斗目前不仅用于普通人生活的定位服务，如快递查询、共享单车、打车服务、车辆导航等，在智能穿戴式设备、无人驾驶、综合安防交通运输、氣象预报、应急搜救等领域也全面开花。2020年，在疫情防控斗争、珠峰高程测量中，北斗系统都发挥了积极作用。北斗系统正让生活变得更加智能、更加便捷！目前，全世界一半以上的国家都开始使用北斗系统。据统计，2019年中国卫星导航与位置服务产业总体产值达3450亿元。（欲知更多详情请移步本刊2019年第5期第18页《历史性的一刻！中国北斗系统迈入全球时代》）

　　链接：“北斗”之于农业

　　当北斗系统使用于和整合到农业时，一方面能实现农机远程管理与精准作业，既减少人工，又能精确计算机械作业（播种、施肥、收割）的频率、位置、路线。另一方面，它还能提高肥料、杀虫剂等的使用精度，准确调节湿度和预测作物成长周期，既节约成本，又减少了污染，还能大幅提高产量。粗略估计，北斗系统与智能和5G结合，可以让农业生产的平均成本降低15%，平均增产可以达到10%。而且，随着北斗三号系统与人工智能和网络的进一步结合，未来的生产效率和效果会更高。

　　如何用上北斗的服务

　　对于普通个人用户，并不需要通过特别的途径选择使用北斗服务，北斗服务已经通过芯片内置到我们的手机、汽车等设备中。我们使用导航定位服务的时候，就已经用上了北斗卫星。中国新入网的智能手机，70%已经内置北斗芯片，或北斗、GPS双模芯片。双模芯片可以同时使用GPS和北斗系统，这种使用不是非此即彼，而是同时使用北斗和GPS卫星，芯片会自动挑选目前可以接收到的导航卫星信号。

　　二、性能卓越·“中国版GPS”

　　北斗三号卫星收官成功，其服务区域将扩展至全球，可以为全球用户提供全天候、全天时、高精度的定位、导航和授时服务，北斗已成为世界的北斗！

　　定位精准

　　在定位精度上，与GPS使用的双频信号相比，北斗作为后发卫星，其三频信号可以更好地消除高阶电离层延迟影响，提高定位可靠性，增强数据预处理能力，提高模糊度的固定效率。其定位精度在全球范围内优于10米，在亚太地区优于5米，精密单点定位是北斗的特色高精度服务。在中低纬度地区，北斗定位效果优于GPS。

　　特色绝活

　　导航卫星和通信卫星是两类卫星，但北斗导航卫星上附加了通信功能。和其他卫星导航系统一样，中国北斗也是由空间段（卫星）、地面段（主控站、时间同步、注入站、监测站等）和用户段（芯片、模块、天线、应用系统、应用服务等）三部分构成。但它有两大特色绝活。一是北斗采用了三种轨道（地球静止轨道，有3颗卫星包括收官之星；倾斜地球同步轨道，也有3颗卫星；中圆地球轨道，有24颗卫星），抗遮挡能力极强。而GPS（美国）、格洛纳斯（俄罗斯）、伽利略（欧洲）都仅仅使用中圆地球轨道。二是北斗创新融合了导航与通信能力，定位的同时，北斗接收机还可以和卫星进行双向数字短报文通信，最典型的应用是可以发布1000多字的短报文及图片等信息，解决了何人、何事、何地的问题。而GPS是单向的，只解决了“我在哪里”的问题。

　　数说北斗

　　1亿片·截至2019年底，国产北斗兼容型芯片及模块销量突破1亿片

　　7亿台/套·采用北斗兼容芯片的终端产品社会总保有量超过7亿台/套

　　120个·已出口120余个国家和地区

　　1万家·截至2020年6月，全国范围内，卫星导航相关企业近1万家

　　1万人·目前我国7万多只渔船和执法船安装了北斗终端，渔船遇险可通过短报文求救，目前已累计救助1万多人

　　三、自主创新·“连一颗螺丝钉都是我们自己的”

　　北斗重器的建设走的是一条冲破欧美技术封锁而自主创新之路，北斗导航卫星单机和关键元器件国产化率达到100%，我们拥有自己的自主知识产权和核心技术。“连一颗螺丝钉都是我们自己的！”

　　核心器件全部国产

　　北斗一号，自发研制供配电的太阳帆板，奠定“中国体格”；北斗二号，攻克以导航卫星总体技术、高精度星载原子钟等多项关键技术，跳动出“中国心率”；北斗三号，建立器部件国产化从研制、验证到应用一体化体系，铸造“中国灵魂”。一路披荆斩棘，一路艰辛探索，北斗三号所有部件和核心器件，如今都已达到100%国产化。

　　收官再显中国制造

　　作为北斗全球导航系统的“收官之星”，这颗卫星是自主创新的集大成之作。相对于灵动活泼的地球中圆轨道卫星、飘逸优雅的倾斜地球同步轨道卫星，此次压轴出场的地球静止轨道卫星，被称为“吉星”，是用传统国产的长征系列火箭发送。它采用东方红三B（导航）卫星平台，是我国现役规模较大的卫星平台之一，具备导航定位授时、短报文通信、星基增强、精密单点定位等本领。（本刊2020年第9期第11页还有精彩内容《“北斗导航”即将完成部署：顶天立地的中国精度》，欲知详情，敬请移步！）

　　素材链接北斗三号“收官之星”为何推迟发射

　　此前因中国两次航天发射任务失利，工程全线举一反三，进行质量复查，北斗三号收官发射时间由5月调整至6月。6月16日，因临射前发现产品技术问题，再次推迟。值得一提的是，組网的北斗一号、二号以及三号此前已发射54颗卫星，成功率高达100%，无一出现问题。对此，北斗三号工程任务一线技术专家表示：“为确保万无一失，最基本的原则就是不带疑点加注、不带隐患上天。”来自全球的关注，发射决策团队背负的压力可想而知。但一旦决策失误，就会导致不可挽回的后果。1986年1月28日，美国挑战者号航天飞机升空后爆炸，七名宇航员牺牲。这起悲剧就是因为NASA看重航天飞机的发射进度，而不顾及发射存在的隐患。所以北斗收官之星临场推迟发射的这个决定，其实背后是中国航天人几代的坚守！

　　四、青年担纲·热血无畏的科研天团

　　55颗北斗的顺利出道离不开一个中国当之无愧的“天团”级别的队伍！这支阵容庞大，有30万人之多，但大多是80后、90后的年轻人，平均年龄才31岁，比国外相关团队年轻了十几岁！

　　三个小伙子：攻克“快捕精跟”难题

　　1995年，北斗导航工程立项启动不久，信号“快捕精跟”问题严严实实地堵住了北斗一号的工程进展。在所有人都一筹莫展之时，三位博士还未毕业的20多岁的小伙子——王飞雪、雍少为和欧钢，拿出一套“全数字化”方案开始了艰难的攻关历程。他们把一个不到10平方米的仓库当作实验室，进行艰难的仿真试验。技术立项后，他们废寝忘食，每天工作二十个小时左右，1998年5月，他们终于超预期获得了第一批“快捕精跟”数据。

　　20出头的李春景：用北京时间给世界定位

　　作为导航卫星的心脏，原子钟研发涉及量子物理学、电学、结构力学等众多学科，指标要求相当苛刻，研制难度非常之大，目前国际上仅少数国家具有独立研制能力。为加快进度，北斗当时成立了三支队伍同时开展研发。当时，只有20多岁的李春景作为原子钟研发团队的骨干，带领着年轻的团队，通过大量的分析和计算、无数的试验分析和验证，仅仅两年时间就攻克了这项世界难题，且其精度已提升到每300万年才会出现1秒误差。2007年4月，一颗“中国心”原子钟伴随我国首颗北斗二号试验卫星成功发射上天，开始用北京时间给世界定位。

　　不到30的康成斌：突破星间链路技术

　　星间链路技术对北斗能否成功全球组网至关重要，要在太空七万公里之间两颗卫星实现建链、通信功能、测距精度达到厘米量级，难度很大。在方案确立的关键阶段，当时只有29岁的康成斌大胆提出了某关键技术的验证方案，然后带领他的青年科研团队历时五年攻关，取得了关键技术突破，最终，星间链路技术让北斗三号“太空兄弟手拉手”，不仅解决了没有地面站的问题，还将定位精度提升到了7万公里，测距精度达到厘米级！相当于能看清几十公里外的一根头发丝！测量精度高于GPS！（本刊2017年第8期第16页还有精彩内容《“北斗女神”徐颖：让科学走下神坛》，可参考阅读。）

　　精彩时评

　　北斗之光照亮中国未来

　　国家的安全不仅仅需要依靠军队等“硬实力”来保障，“软实力”也是必不可少的。而“软实力安全”更需要依靠民间的发展和推动，而未来北斗全球系统将成为这种“软实力安全”发展的推进剂。

　　美国《国会山报》曾发表题为《新兴科技可使中国成为世界下一个创新超级大国》的文章，文中说：“中国领导人的讲话凸显中国已在实施以创新驱动发展的大战略，谋求利用互联网、大数据和人工智能的潜能。如果获得成功，中国将成为创新领域的领军大国。”

　　诚如美媒所论断的，中国在科技强国的道路上越走越远，但要实现“创新领域的超级大国”这一目标，中国人还需要永不止息地砥砺奋进。历史已经证明，走自主创新的科技发展道路是不二选择。北斗的发展之路就是一个典范。可以预见，“北斗”之光，必将照亮中国的未来！

　　（作者王传宝，系国防大学军事文化学院教授、博士生导师，来源：央视网）

　　大咖跟帖：北斗卫星导航系统工程总设计师杨长风：创新无止境，我们的梦想也无止境，我们的北斗也是无止境。到了2035年，我们还将建设一个更加泛在的、更加融合的、更加智能的国家综合时空体系，这就是我们的一个宏伟目标。

　　致敬北斗人，致敬中国创新

　　“君子藏器于身，待时而动，何不利之有？”从“两弹一星”到“神舟”再到“北斗”，历史一再证明，中国发展较好的领域，靠的就是自主创新，靠的就是不屈不挠。“关键核心技术是要不来、买不来、讨不来的”，要想在世界新一轮科技革命中掌握主动权，必须牢牢扭住自主创新这个战略基点，变“为我所用”为“由我所创”。“我们是以百米冲刺的速度在跑马拉松。”一位北斗人几年前这样形容研制节奏，称等到全球组网系统真正建成时，或许才能“松一口气”。但今天，当“北斗三号”划破苍穹、冲向太空，他们依然没有放慢脚步。他们说，“还会给世界带来更多惊喜”。

　　致敬北斗人，致敬中国创新，致敬大时代所有的奋斗者。

　　（综合自《解放军报》、中青在线）

　　大咖跟帖：北斗卫星导航系统工程首任总设计师孙家栋院士：北斗圆梦，星耀苍穹！这是几代人努力的结果，是中国人的骄傲，希望北斗全球系统稳定运行，服务中国！服务世界！