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中國北鬥全球夢圓——寫在北鬥三號全球衛星導航係統全面建成之際
2020-07-31 20:05:01 來源: 新華網
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  新華社北京7月31日電 題:中國北鬥全球夢圓——寫在北鬥三號全球衛星導航係統全面建成之際

  李國利、鄧孟

  北鬥三號全球衛星導航係統建成暨開通儀式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,宣布北鬥三號全球衛星導航係統正式開通並參觀北鬥係統建設發展成果展覽展示,代表黨中央向參與係統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、獨立運行的全球衛星導航係統,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。從北鬥一號工程立項開始,幾代北鬥人接續奮鬥、數十萬建設者聚力托舉,在強國復興的偉大徵程中,一次又一次刷新“中國速度”、展現“中國精度”、彰顯“中國氣度”,創造出無愧于黨、無愧于人民、無愧于時代的輝煌業績。

(新華全媒頭條·圖文互動)(1)中國北鬥全球夢圓——寫在北鬥三號全球衛星導航係統全面建成之際

  2000年10月31日淩晨,中國自行研制的第一顆導航定位衛星——“北鬥導航試驗衛星”在西昌衛星發射中心發射升空,順利進入預定軌道。  新華社記者 查春明 攝

  萬眾一心彰顯制度優勢

  2017年11月,北鬥三號全球組網雙星首次發射。不到3年時間,中國北鬥就比原定計劃提前半年成功實現全球組網,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。

(新華全媒頭條·圖文互動)(2)中國北鬥全球夢圓——寫在北鬥三號全球衛星導航係統全面建成之際

  2012年4月30日,我國在西昌衛星發射中心用“長徵三號乙”運載火箭,成功發射兩顆北鬥導航衛星,衛星順利進入預定轉移軌道。 新華社記者 陶明 攝

  ——這是新型舉國體制的又一次重大勝利。

  北鬥係統是黨中央親自決策實施的國家重大科技工程,是我國迄今為止規模最大、覆蓋范圍最廣、服務性能最高、與百姓生活關聯最緊密的巨型復雜航天係統。

  “北鬥是黨和國家調動千軍萬馬幹出來的,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。”中國北鬥衛星導航係統工程總設計師楊長風説。

  據統計,工程啟動以來,在全國范圍內先後調集了400多家單位、30余萬名科技人員參與研制建設。

  國內衛星導航與位置服務領域企事業單位數量在14000家左右,從業人員數量超過50萬。

  每次發射,無論白晝黑夜還是酷暑嚴寒,無論頂風冒雪還是大雨滂沱,發射首區和火箭殘骸落區多地的數十萬人民群眾都自覺服從大局,積極進行疏散。

  每逢重要節點,數以萬計的公安幹警、警衛人員和通信、電力、氣象、交通、醫療等行業員工堅守各自崗位,共同築起堅固的安全保障……

  堅如磐石的群眾基礎,是北鬥自信走向全球的最大底氣所在和不竭動力之源。

(新華全媒頭條·圖文互動)(3)中國北鬥全球夢圓——寫在北鬥三號全球衛星導航係統全面建成之際

  2015年3月30日,搭載首顆新一代北鬥導航衛星的長徵三號丙運載火箭在西昌衛星發射中心點火發射,火箭升空後與明月交相輝映。 新華社記者 白禹 攝

  ——這是總體設計部思想的又一次重大勝利。

  北鬥係統由衛星、火箭、發射場、測控、運控、星間鏈路、應用驗證等七大係統組成,是跨部門、跨學科、跨行業、跨地域的復雜係統工程。

  “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係,這是北鬥取得成功的重要經驗。”中國衛星導航係統管理辦公室主任冉承其説。

  在頂層,國家有關部門聯合成立領導小組,並設立管理辦公室,具體承擔國家衛星導航領域主管機構職能,對北鬥係統建設、應用産業、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係和治理能力現代化作為重要任務,不斷優化管理和技術“兩條線”,形成“橫向到邊、縱向到底”的矩陣式組織管理模式。

  在加強統一管理的同時,面向全係統遴選總設計師、副總設計師,工程總體和各大係統均選強配齊總師班底,建立總師聯席會議制度。重大任務期間,成立聯合工作組,相關係統聯合成立發射場區指揮部,確保統一指揮、聯合行動、高效實施。

  實踐證明,在這個龐大的工作體係裏,從總體層到係統層,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。

(新華全媒頭條·圖文互動)(4)中國北鬥全球夢圓——寫在北鬥三號全球衛星導航係統全面建成之際

  2019年4月20日,我國在西昌衛星發射中心用長徵三號乙運載火箭,成功發射第44顆北鬥導航衛星。這是北鬥三號係統的首顆傾斜地球同步軌道衛星。 新華社發(郭文彬攝)

  ——這是航天戰線大團結大協作傳統的又一次重大勝利。

  “我們常説,北鬥是‘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。”楊長風説。

  建設全球係統與區域係統相比,不是簡單的規模“擴容”,而是全面的整體“升級”,對工程全線尤其是衛星係統帶來空前挑戰。事前據專家論證測算,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顆衛星的研制生産。

  為如期“交卷”,工程全線通過強化産品多家布局,特別是採取衛星“雙總體”,讓兩個衛星總體單位分別組織隊伍、同步抓總研制,為確保北鬥三號全球係統快速高效組網發揮了重要作用。

  今年北鬥收官發射正值疫情防控吃勁階段,多支試驗隊伍、數百名科技人員齊聚發射場,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“統法”,統籌資源、統籌力量、統籌工作;各試驗隊一再做“減法”,把現場人員壓到最少、工作流程調到最簡、各類風險控到最小;發射場全力做“加法”,加強防控措施、加大保障力度、加緊解決困難,齊心協力、共渡難關,有效確保了發射任務和場區防疫“雙勝利”。

  2017年11月到2020年6月,我國成功發射30顆北鬥三號組網星和2顆北鬥二號備份星,成功率100%,以月均1顆星的速度,創造世界衛星導航係統組網發射新紀錄。

(新華全媒頭條·圖文互動)(5)中國北鬥全球夢圓——寫在北鬥三號全球衛星導航係統全面建成之際

  2020年6月23日,我國北鬥三號全球衛星導航係統最後一顆組網衛星在西昌衛星發射中心點火升空。 新華社記者 江宏景 攝

  追求卓越闖出特色之路

  在北鬥係統研制建設過程中,工程全線克服種種困難,探索出一條從無到有、從有到優、從有源到無源、從區域到全球的中國特色發展道路,憑著追求卓越的精神實現了“彎道超車”。

  ——“三步走”戰略:符合國情的“中國選擇”。

  同樣是建設全球衛星導航係統,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“從無到有”。

  後來,北鬥係統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”發展戰略,決定先建試驗係統,然後再建區域係統,最後建成全球係統。

  行穩致遠、進而有為。2000年建成北鬥一號試驗係統,使我國成為世界上第三個擁有自主衛星導航係統的國家。2012年建成北鬥二號區域係統,為亞太地區提供服務。2020年建成北鬥三號全球係統,實現了中國人孜孜以求的“全球夢”。

  奮鬥沒有休止符,追夢永遠在路上:2035年左右,我國將建成以北鬥係統為基礎,更加泛在、更加融合、更加智能的國家綜合定位導航授時體係。

(新華全媒頭條·圖文互動)(6)中國北鬥全球夢圓——寫在北鬥三號全球衛星導航係統全面建成之際

  2017年6月9日,參觀者在第二十屆中國北京國際科技産業博覽會上參觀展出的北鬥衛星導航係統模型。 新華社記者 鞠煥宗 攝

  ——“混合式”星座:獨樹一幟的“中國方案”。

  與其他全球衛星導航係統採取單一軌道星座構型相比,北鬥係統獨樹一幟,堅定選擇走混合星座的特色發展之路。北鬥一號建設時,在國際上首次實現地球靜止軌道衛星提供導航定位服務。

  北鬥二號係統充分繼承北鬥一號用地球靜止軌道衛星實現區域導航定位覆蓋的成功經驗,在國際上首創以地球靜止軌道和傾斜地球同步軌道衛星為骨幹,兼有中圓軌道衛星的混合星座。北鬥係統高級顧問、原工程副總設計師李祖洪説,對于區域衛星導航係統而言,這種“混搭”組合可以用最少衛星數量實現最好覆蓋效果。

  北鬥三號係統將“混合星座構型”發揚光大,建成擁有24顆中圓軌道衛星、3顆地球靜止軌道衛星、3顆傾斜地球同步軌道衛星組成的全球係統,為建設全球衛星導航係統提供了全新范式。

(新華全媒頭條·圖文互動)(7)中國北鬥全球夢圓——寫在北鬥三號全球衛星導航係統全面建成之際

  2013年1月18日,天津市交通集團的工作人員在為長途客車安裝“北鬥”導航終端。 新華社記者 張超群 攝

  ——“一體化”設計:引領潮流的“中國智慧”。

  與其他衛星導航係統相比,北鬥係統確有自己的“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,其他衛星導航係統僅能無源定位,因而用戶只能知道“我在哪”。而北鬥用戶則不同,不但自己知道“我在哪”,還能告訴別人“我在哪”“在幹什麼”。楊長風説:“這一招很管用,比如突發地震、海上遇險時,在其他通信手段失效的情況下,北鬥短報文通信可以成為傳遞求救信息、拯救生命的最後保險索。”

  如今,北鬥三號在全面兼容北鬥二號係統短報文通信服務的基礎上,區域短報文發送能力一次提高近10倍,支持用戶數量從50萬提高到1200萬,而且能實現40個漢字的全球短報文通信。此外,北鬥三號全球係統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。

(新華全媒頭條·圖文互動)(8)中國北鬥全球夢圓——寫在北鬥三號全球衛星導航係統全面建成之際

  在山東東營勝利機場,我國自主研發的北鬥衛星導航係統首次在中國完全自主設計並制造的支線客機——ARJ21-700飛機103架機上進行測試試飛(2017年10月14日攝)。 新華社記者 丁汀 攝

  勇攀高峰矢志自主創新

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

  ——有驚無險,首獲佔“頻”之勝。

  北鬥起步之時,國際上優質頻率資源已經所剩無幾,經過艱苦談判,終于推動國際電聯從航空導航頻段中,辟出兩小段資源作為衛星導航合法使用頻段。國際電聯規定,各國均可平等申請新資源使用權,但必須在7年有效期內發射導航衛星,並成功接收傳回信號,逾期則自動失效。

  為保住2007年4月17日這一最後“窗口”,工程上下進行全係統總動員和大會戰,搶在2月底完成衛星研制。然而臨射前,衛星上的應答機突現異常。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星發射成功;17日20時許,北京清晰地接收到來自這顆衛星的信號。

  那一刻,距離頻率失效後限已不到4個小時。中國北鬥在最後時刻“壓哨破門”,拿到了進軍全球衛星導航係統俱樂部的“入場券”。

(新華全媒頭條·圖文互動)(9)中國北鬥全球夢圓——寫在北鬥三號全球衛星導航係統全面建成之際

  採用北鬥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(2019年6月20日攝)。 新華社記者 田建川 攝

  ——集智會戰,攻克無“鐘”之困。

  星載原子鐘是導航衛星的“心臟”,是衛星導航領域“皇冠上的明珠”,其性能對係統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“讓中國的北鬥用上最好的鐘”,工程總體組織相關科研單位和企業,成立3支研發隊伍同步進行攻堅。不到兩年時間,3支隊伍全都取得成功,自主研發出達到國際先進水平的原子鐘。

  很快北鬥衛星上便批量搭載全國産化星載原子鐘,並實現“雙鐘”相互備份,衛星可靠性和在軌壽命大幅提升。

(新華全媒頭條·圖文互動)(10)中國北鬥全球夢圓——寫在北鬥三號全球衛星導航係統全面建成之際

  在河南省鄧州市小楊營鎮安眾村,加裝有北鬥導航係統的拖拉機在無人駕駛狀態下播種(2020年5月26日攝,無人機照片)。 新華社記者 馮大鵬 攝

  ——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”。對于北鬥係統工程建設和應用來説,擁有國産芯片,對于確保安全性、穩定性、可靠性至關重要。

  通過深入動員,工程上下形成寧可國産化産品“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劃,將自主可控要求落實到關鍵技術攻關、産品研發、競爭採購等各環節;建立由專項管理辦公室牽頭,多部門參加的自主可控協調小組,大力推廣使用自主芯片、模塊、軟件産品,通過邊建邊用、反復迭代,有效提高産品質量水平。

  如今,國産北鬥芯片工藝由0.35微米提升到28納米,已在物聯網和消費電子領域廣泛應用。支持北鬥三號新信號的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,已具備批量生産能力。截至2019年底,國産導航型芯片出貨量已超1億片,北鬥導航型芯片、模塊高精度板卡和天線已輸出到120余個國家和地區。

(新華全媒頭條·圖文互動)(11)中國北鬥全球夢圓——寫在北鬥三號全球衛星導航係統全面建成之際

  2020珠峰高程測量登山隊隊員在珠穆朗瑪峰峰頂開展測量工作(2020年5月27日攝)。據自然資源部第一大地測量隊隊長李國鵬介紹,本次測量同時參考四大導航係統,並以北鬥的數據為主。 新華社特約記者 扎西次仁攝

  ——獨辟蹊徑,破解布“站”之難。

  按照傳統全球衛星導航係統的建設和運行模式,需要在全球范圍內建立眾多地面站。為解決北鬥係統國內建站實現全球運行和服務的難題,北鬥係統首創Ka頻段星間鏈路,創造性地提出高效解決方案。

  為解決境外衛星的數據傳輸通道問題,工程專門組織研究團隊攻克了星間鏈路關鍵技術,採取星間、星地測量和傳輸功能一體化設計,成功實現衛星與衛星、衛星與地面站的聯絡互通。

  通過星間鏈路,所有在軌北鬥衛星連成一張大網,實現北鬥“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模、減輕地面管理維護壓力,而且還使衛星定位精度大幅提高。憑借這一“絕活”,工程實現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係統的比肩。

  2020年6月,北鬥三號全球係統星座部署完成後,聯合國外空司專門發來視頻,肯定北鬥係統正在推動全球經濟社會發展,讚賞北鬥係統在和平利用外太空、參與聯合國空間活動國際合作方面作出的巨大貢獻。

(新華全媒頭條·圖文互動)(12)中國北鬥全球夢圓——寫在北鬥三號全球衛星導航係統全面建成之際

  2019年6月11日,在聯合國維也納辦事處,人們參觀“中國古代導航展——從指南針到北鬥”展覽。 新華社記者 郭晨 攝

  近年來,中國政府致力于推動衛星導航領域國際合作,步履堅定、成果斐然——

  北鬥和格洛納斯係統實現信號兼容,北鬥和GPS係統信號兼容與互操作,中歐深化開展頻率協調。成功舉辦中阿北鬥合作論壇、中國—中亞北鬥合作論壇等,持續擴大北鬥“朋友圈”。國産北鬥基礎産品已出口120余個國家和地區,基于北鬥的土地確權、精準農業、數字施工、智慧港口等,已在東盟、南亞、東歐、西亞、非洲等得到成功應用。

  中國的北鬥,世界的北鬥,一流的北鬥。

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【糾錯】 責任編輯: 錢中兵
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