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八万多人干了20多年:北斗,讲述“自主可控”的精彩中国故事

来源: 新华报业网   作者:孙庆 王拓 张宣 吉凤竹  2018-08-07 21:27:19

  7月29日9时48分,北斗三号第9、第10颗卫星从中国西昌卫星发射中心发射。这是北斗导航全球组网从最简系统迈向基本系统的首组卫星,北斗卫星组网发射进入前所未有的高密度期。

  按照计划,年底前我国将建成由18颗北斗三号卫星组成的基本系统,为“一带一路”沿线国家提供服务;预计到2020年最后建成由3颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成、覆盖全球的北斗全球卫星导航系统。

  为什么需要“北斗”这样的大国重器?

  江苏北斗卫星应用产业研究院副总经理沈飞告诉记者,北斗卫星导航系统(以下简称北斗系统)是中国着眼于国家安全和经济社会发展需要,自主建设、独立运行的卫星导航系统,是为全球用户提供全天候、全天时、高精度的定位、导航和授时服务的国家重要空间基础设施。

  “卡脖子”是近期中国科技界的高频词,如何解决核心技术受制于人的话题引发了一波又一波的热议,而“北斗”的诞生在很大程度也是源于这样的“卡脖子”。1996年,“银河号”被美国军舰以“向伊朗运输制造化学武器的原料“的莫须有罪名在公海拦截,“银河号”使用的美国GPS导航系统信号被停掉;解放军的军事演习中依靠GPS导航的导弹会严重失准,万一哪天部队要真刀真枪的时候也遭遇这样的幺蛾子怎么办……就连欧洲人也在担心,“我们不能生活在某一天因为某种理由GPS可能关闭的危险之下。”欧洲空间局的伽利略系统就是在这样的背景下上马的。

  卫星导航系统是大国强国的“标准配置”,也是核心利益所在。怎么办?唯有自力更生!“北斗”就是在这样的背景下上马的。不积跬步无以至千里。北斗作为一个系统工程,完美践行了这句古训。不论是试验系统、区域系统再到全球系统的“三步走”战略,还是大跨越中的小步快跑,北斗都做到了步步为营、扎实挺进。

  北斗一号,旨在解决“从无到有”的问题。2000年,我国首先建成北斗导航试验系统,使我国成为继美、俄之后的世界上第三个拥有自主卫星导航系统的国家。

  北斗二号,独有的有源定位和短信服务,超越了常规卫星导航的发展思路。2014年联合国正式将中国的北斗系统纳入全球无线电导航系统。

  沈飞曾经被朋友问过无数次同样的问题,“你们一直在研究北斗系统,这个北斗到底在哪里呢?”研究院的年轻人坐出租车去北斗大厦上班时,还常有的哥打听,“这个北斗啥时候能用呢?”其实,从北斗二号,我们早就用上北斗了!目前市面上的大部分手机,在使用定位导航服务时,北斗都有参与其中。目前,北斗系统民用用户已经超过1亿,服务覆盖范围达到200余个国家和地区,日服务次数约2亿次,日活跃用户约2000万,主要用于海洋渔业、交通运输、应急救援、军事等领域。

  江苏北斗卫星产业研究院也是在这样的大背景下营运而生的,它是中国卫星导航系统管理办公室、中国卫星导航定位应用管理中心和江苏省人民政府认可和授权的北斗产业推进实体,核心任务就是突破关键技术、创新推广模式,促成北斗应用落地。

  “早在北斗二号正式提供亚太区域导航服务前,我国就开始了北斗三号全球范围导航系统的论证研制工作。”北斗三号工程副总设计师、卫星首席总设计师谢军说。2017年11月5日,中国第三代导航卫星——北斗三号的首批组网卫星(2颗)以“一箭双星”的发射方式顺利升空,它标志着中国正式开始建造“北斗”全球卫星导航系统,等到2020年前后形成全球服务能力,世界一流的全球卫星导航系统也将呼之欲出。

  “高大上”?其实北斗就在你我身边

  随着全球组网大幕的拉开,北斗也开始全面进军民用,让我们见证核心技术走向成熟带来的巨大衍生效应。

  应用场景1——7月22日,台风“安比”在上海登陆。早上9点,省海洋环境监测预报中心发出一条重要预警信息,迅速通过传真、短信、QQ、微信工作群等渠道传递至连云港市海洋与渔业局,工作人员陈飞宇立即在“渔业安全生产信息系统”上输入信息、点击“发送”,预警信息随即通过北斗系统实时传送到连云港全市60马力以上的2257艘渔船的北斗终端上,让渔民们第一时间就知道了台风的动向。

  应用场景2——本报记者在采访江苏援疆项目时发现,首家应用拖拉机卫星定位导航系统今年已经在伊犁试点成功,凭借北斗系统提供的精准信号,自动导航的拖拉机可以对机车田间直线行走作业精确引导,每千米播种作业偏差不超过2.5厘米!江苏大学农业装备工程学院副院长魏新华告诉记者,北斗导航系统在载波相位差分技术精度方面已经达到或略超过了其他导航系统。“随着组网卫星的增多,我相信精度上会更高。”魏新华说,北斗系统由我们自主研发,大大降低了运行成本,而且在核心技术上不受制于人,保证了高端农业装备发的自主性和粮食安全。

  应用场景3——“安装了北斗系统以后,我们跑在路上更加安心了。”驾驶着自己家的卡车,奔跑在“一带一路”上的卡车师傅何力说,在遇到没信号的地方,或者遇到突发情况失联了,可以通过这个系统找到失联的位置。目前,全国最大整车运力平台‘运满满‘’上有着520万卡车司机,”运满满CTO王东信心十足地告诉本报记者,未来的运满满平台结合北斗系统,将在譬如风控方面、判断拉空单刷单、判断车辆位置,预防车辆在偏僻地区出事故、无人驾驶方面发挥更大的作用。

  应用场景4——2016年底汤泉街道与江苏北斗产业研究院经过大半年探索,研发出了基于北斗导航的联勤智能巡更系统运用到网格化巡查。 7月底,记者随着巡查员老王现场体会了一次“北斗”指引下的巡逻。老王的手机上装着一款巡更APP,烟花爆竹专卖店、铁路高架桥、市民广场……走到任何一个巡查点都会拍下照片上传APP,电动车内置的北斗导航位置发送模块让指挥中心随时能够监控巡查轨迹。值班人员通过高清摄像头发现辖区内有突发情况,比如汛期抽水机停止运转、或者邻里纠纷,就会立刻使用巡更系统通知离该区域最近的巡查员快速到达现场处置。

  自力更生、自主可控,北斗讲述的精彩故事

  中国北斗,是继“两弹一星”之后的又一战略工程,这样的定位决定了它力求“自主可控”的思路。

  中国的北斗,从北斗一代开始就独具一格,具备定位和通信功能。北斗一代创造性集定位、通信和授时三大功能于一体,丰富拓展了世界卫星导航理论实践,使我国仅用两颗卫星和地面高程数据库就实现了国土及周边地区的定位服务。而北斗二代独有的有源定位和短信服务,超越了常规卫星导航的发展思路。孙家栋院士说:“有源与无源两种体制的结合,是中国北斗的最大特色和亮点,也是中国北斗的优势所在。”

  为了让“核心技术”不受制于人,关键时刻不被别人“卡脖子”,北斗的研发人员必须面对一个又一个难题:从发射试验卫星,申报频率资源;解决信号快速捕获的技术瓶颈问题;提升抗干扰能力;自主研发星载原子钟为卫星提供高稳定的时间基准信号……中国科技人员完全靠着自己的努力,解决了一系列核心技术难题,“北斗是八万多人干了20多年,我们走了一条绝无仅有的路,别人都没走过的,我们走成了。”北斗二号总设计师助理郭树人说。

  习近平总书记不止一次地强调,“关键核心技术是国之重器,对推动我国经济高质量发展、保障国家安全都具有十分重要的意义,必须切实提高我国关键核心技术创新能力,把科技发展主动权牢牢掌握在自己手里,为我国发展提供有力科技保障。”北斗系统从无到有、从一代到三代的发展,无比精彩地论证了这样的道理。

  在北斗的研发过程中,有这样一个小插曲:今年4月份,多年来致力于芯片国产化的龙芯中科公司收到了一封来自上海微小卫星工程中心的感谢信,信中说道,“2018年3月30日,上海微小卫星工程中心抓总研制的北斗卫星在西昌双星发射成功,形成全球北斗导航卫星最小系统组网,为年底形成基本系统,2020年建成全球系统奠定了基础。贵单位的产品在组网卫星中得到了成功应用,实现了国产处理器自主可控,以过硬的产品提升了北斗的质量……”从2015年4月至今,国产龙芯的抗辐照芯片在北斗卫星上稳定运行,没有一次反转锁定的问题。龙芯在宇航级CPU的抗辐照技术上的突破,更是打破了西方国家对于该技术的封锁。

  自力更生、自主可控,中国的科学家们展现出了过人的智慧和傲人的骨气,北斗,已经书写而且将继续书写这样的精彩篇章,而它带来的启迪无疑将远远超越卫星导航这个特定领域。

  交汇点记者 孙庆 王拓 张宣 吉凤竹

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编辑:邓晓琦

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