這就是中國(guó)優(yōu)勢(shì) | 科技優(yōu)勢(shì)（七）北斗導(dǎo)航：打破美國(guó)壟斷 給全球提供另一種選擇

　　【導(dǎo)語(yǔ)】“可上九天攬?jiān)?，可下五洋捉鱉，談笑凱歌還?！边@是一種豪情與詩(shī)意，也是當(dāng)今中國(guó)正創(chuàng)造的奇跡。中國(guó)人對(duì)未知的好奇、對(duì)探索的渴望、對(duì)困境的思考以及對(duì)美好未來(lái)的期待，推開了一扇扇嶄新世界的大門：空間探測(cè)、生物醫(yī)藥、人工智能、量子科學(xué)……中國(guó)科技創(chuàng)新的步伐從未停止。正如習(xí)近平總書記所說(shuō)，一切偉大成就都是持續(xù)奮斗的結(jié)果，一切偉大事業(yè)都需要在繼往開來(lái)中推進(jìn)。新時(shí)代必將是大有可為的時(shí)代。

　　北斗，是北半球夜空上七顆明亮的星星，也是一顆顆圍繞著地球飛行的導(dǎo)航衛(wèi)星。此時(shí)此刻，在世界任何地方任何時(shí)間，我們的頭頂上都至少有8顆以上的北斗衛(wèi)星在運(yùn)行著。無(wú)論我們走到哪里，北斗衛(wèi)星都能從遙遠(yuǎn)的太空計(jì)算出我們所處的精確位置。雖然我們看不到，但是這種了不起的計(jì)算卻在每時(shí)每刻地進(jìn)行著。

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)模型（圖源：新華社）

從北斗一號(hào)到北斗三號(hào)

　　自古以來(lái)，北斗就是中華民族的指路明燈。當(dāng)中國(guó)科學(xué)家開始研制中國(guó)人自己的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，便以這一中國(guó)傳統(tǒng)文化中寓意光明和方向的星座命名。今天，在聯(lián)合國(guó)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)國(guó)際委員會(huì)的標(biāo)識(shí)圖案中，有4顆飛翔著的導(dǎo)航衛(wèi)星，其中一顆便是中國(guó)的北斗。

　　在中國(guó)北斗逆風(fēng)翻盤以前，提起衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，很多人會(huì)最先想到GPS，它是美國(guó)于1994年全面建成的全球定位系統(tǒng)，在很長(zhǎng)一段時(shí)間里幾乎已成為衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的代名詞。

　　GPS真正展現(xiàn)出威力是在1990年的海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中，美國(guó)GPS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)第一次以武器制導(dǎo)的形式大獲成功。在總結(jié)報(bào)告中，美國(guó)人甚至將海灣戰(zhàn)爭(zhēng)歸結(jié)為“GPS的勝利”。這一刻，中國(guó)與世界開始意識(shí)到衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的重要性。

　　1993年發(fā)生的“銀河號(hào)事件”則迫使中國(guó)發(fā)展自主衛(wèi)星導(dǎo)航。當(dāng)年7月23日，中國(guó)“銀河號(hào)”貨輪行駛在印度洋上，導(dǎo)航系統(tǒng)突然沒(méi)有信號(hào)，船只無(wú)法繼續(xù)航行。后來(lái)得知，原來(lái)是美國(guó)對(duì)伊朗禁運(yùn)，故意停掉該海域的GPS信號(hào)。

　　在此背景下，中國(guó)開始走上了自主建設(shè)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的道路。然而，想要在穹頂之上布滿中國(guó)人自己的導(dǎo)航衛(wèi)星，這條路并不容易。比如，導(dǎo)航衛(wèi)星發(fā)射上天的前提是要有合法的軌道位置和頻率資源，這是世界各國(guó)必爭(zhēng)的寶貴資源。而彼時(shí)美國(guó)和俄羅斯早已占去了80%的“黃金導(dǎo)航頻段”，直到2000年中國(guó)才在國(guó)際電聯(lián)組織爭(zhēng)取到了軌道位置和頻率資源。

2020年6月23日，長(zhǎng)征三號(hào)乙運(yùn)載火箭發(fā)射升空，將北斗系統(tǒng)最后一顆全球組網(wǎng)衛(wèi)星送入預(yù)定軌道。（圖源：中新社）

　　2003年，中國(guó)建成并正式運(yùn)行北斗一號(hào)系統(tǒng)，3顆GEO衛(wèi)星組成了全球第三個(gè)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，覆蓋中國(guó)國(guó)土及周邊。首次解決了“我們?cè)谀睦铩钡母締?wèn)題。

　　2012年，北斗二號(hào)系統(tǒng)建成，16顆衛(wèi)星覆蓋亞太地區(qū)。北斗二號(hào)確立了北斗的技術(shù)體制，實(shí)現(xiàn)了連續(xù)導(dǎo)航與定位報(bào)告雙模融合、三頻信號(hào)全星座播發(fā)。

　　2020年，北斗三號(hào)全球組網(wǎng)成功，僅僅不到3年時(shí)間便完成星座部署。北斗三號(hào)不僅攻克了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的星載原子鐘、星間鏈路、自主定軌等關(guān)鍵技術(shù)，建立了國(guó)產(chǎn)器部件從研制、驗(yàn)證到應(yīng)用的工作體系，實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星核心器部件國(guó)產(chǎn)化率100%。

　　從上世紀(jì)80年代提出設(shè)想，到1994年正式啟動(dòng)北斗一號(hào)工程建設(shè);從北斗一號(hào)向中國(guó)提供服務(wù)、北斗二號(hào)覆蓋亞太地區(qū)，到2020年北斗三號(hào)完成全球組網(wǎng);中國(guó)的北斗導(dǎo)航，用20多年走完了其他全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)40多年的發(fā)展之路，以“中國(guó)速度”創(chuàng)造了世界衛(wèi)星導(dǎo)航的奇跡。

2020年6月30日，北斗三號(hào)最后一顆全球組網(wǎng)衛(wèi)星暨第55顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星成功定點(diǎn)在東經(jīng)110.5°工作軌位，標(biāo)志中國(guó)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)向全球組網(wǎng)完成邁出重要一步。（圖源：中新社）

　北斗導(dǎo)航系統(tǒng)有多厲害？

　　目前，全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)僅有4名成員，分別是美國(guó)的全球定位系統(tǒng)(GPS)、俄羅斯的格洛納斯系統(tǒng)(Glonass)、歐洲的伽利略系統(tǒng)(Galileo)，以及中國(guó)的北斗系統(tǒng)(BDS)。但由于格洛納斯和伽利略都有衛(wèi)星老化和星載系統(tǒng)失靈的問(wèn)題，目前真正全球覆蓋且能提供穩(wěn)定服務(wù)的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，就只有美國(guó)及中國(guó)的系統(tǒng)。而作為后起之秀，北斗是目前發(fā)展勢(shì)頭最迅速、被認(rèn)為極有可能后來(lái)居上的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。

基于北斗衛(wèi)星系統(tǒng)的組合導(dǎo)航/定位模塊（圖源：新華社）

　　全天候、全天時(shí)、高精度

　　與另外三個(gè)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)不同，北斗是唯一使用地球靜止軌道、傾斜地球同步軌道和中圓地球軌道的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，使用三種不同軌道的衛(wèi)星系統(tǒng)，信號(hào)會(huì)長(zhǎng)期覆蓋指定區(qū)域，可以有效校正定位時(shí)候產(chǎn)生的誤差，北斗定位可精準(zhǔn)至“厘米級(jí)”。同時(shí)，北斗還采用三頻定位，衛(wèi)星軌道運(yùn)轉(zhuǎn)周期為24小時(shí)，這樣的設(shè)定提升了定位系統(tǒng)的可靠性和抗干擾能力。

　　獨(dú)門絕技：短報(bào)文通信

　　短報(bào)文通信是指北斗地面終端與北斗衛(wèi)星、北斗地面監(jiān)控總站之間能夠直接通過(guò)衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行雙向的信息傳遞。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)僅能無(wú)源定位，因而用戶只能知道“我在哪”，而北斗用戶不但自己知道“我在哪”，還能告訴別人“我在哪”以及“在干什么”。比如突發(fā)地震、海上遇險(xiǎn)時(shí)，在其他通信手段失效的情況下，北斗短報(bào)文通信可以成為傳遞求救信息、拯救生命的最后保險(xiǎn)索。2008年汶川大地震發(fā)生后，其他通訊方式紛紛失效，只有北斗能以短報(bào)文形式與指揮中心保持聯(lián)系。

　　這項(xiàng)功能屬于國(guó)際首創(chuàng)，美國(guó)GPS之父帕金森教授后來(lái)對(duì)此功能贊譽(yù)有加，“既能夠知道你在哪里，也能夠知道我在哪里，這是多么美妙的體驗(yàn)。”

2020年4月29日，在西藏自治區(qū)拉薩市達(dá)孜區(qū)章多鄉(xiāng)恰村，智能拖拉機(jī)利用北斗導(dǎo)航輔助自動(dòng)駕駛系統(tǒng)，在無(wú)人駕駛的情況下完成土地耕整、精密播種等作業(yè)。（圖源：中新社）

　　北斗系統(tǒng)已提供七種服務(wù)

　　北斗三號(hào)全球系統(tǒng)正式開通到現(xiàn)在，不但在平穩(wěn)地運(yùn)行，提供的服務(wù)性能更是全球領(lǐng)先，目前已可以提供七種服務(wù)：

　　定位導(dǎo)航授時(shí)服務(wù)。全球范圍實(shí)測(cè)定位精度水平方向優(yōu)于2.5米，垂直方向優(yōu)于5.0米;測(cè)速精度優(yōu)于0.2米/秒，授時(shí)精度優(yōu)于20納秒。

　　全球短報(bào)文服務(wù)。通過(guò)14顆MEO衛(wèi)星為全球用戶提供試用服務(wù)，最大單次報(bào)文長(zhǎng)度560比特，約40個(gè)漢字。

　　國(guó)際搜救服務(wù)。6顆MEO衛(wèi)星搭載搜救載荷，在符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，提供北斗特色B2b返向鏈路確認(rèn)功能，為全球用戶提供遇險(xiǎn)報(bào)警服務(wù)。

　　區(qū)域短報(bào)文服務(wù)。最大單次報(bào)文長(zhǎng)度14000比特，約1000個(gè)漢字，今年底具有區(qū)域短報(bào)文功能的智能手機(jī)將進(jìn)入市場(chǎng)。

　　精密單點(diǎn)定位服務(wù)。通過(guò)3顆GEO衛(wèi)星播發(fā)精密單點(diǎn)定位信號(hào)，定位精度實(shí)測(cè)水平方向優(yōu)于20厘米，高程優(yōu)于35厘米。

　　星基增強(qiáng)服務(wù)。支持單頻及雙頻多星座兩種增強(qiáng)服務(wù)模式，滿足國(guó)際民航組織技術(shù)驗(yàn)證要求。目前星基增強(qiáng)系統(tǒng)服務(wù)平臺(tái)已基本建成，正面向民航、海事、鐵路等高完好性用戶提供試運(yùn)行服務(wù)。

　　地基增強(qiáng)服務(wù)。已在中國(guó)全境內(nèi)建設(shè)框架網(wǎng)基準(zhǔn)站和區(qū)域網(wǎng)基準(zhǔn)站，面向行業(yè)和大眾用戶提供實(shí)時(shí)厘米級(jí)、事后毫米級(jí)定位增強(qiáng)服務(wù)。

北斗撼動(dòng)世界導(dǎo)航格局

2020年5月27日，中國(guó)2020珠峰高程測(cè)量登山隊(duì)隊(duì)員登頂“地球之巔”珠穆朗瑪峰，利用北斗系統(tǒng)為珠峰“量身高”。（圖源：新華社）

　　中國(guó)的北斗是一流的北斗，也是世界的北斗，“中國(guó)愿同各國(guó)共享北斗系統(tǒng)建設(shè)發(fā)展成果，共促全球衛(wèi)星導(dǎo)航事業(yè)蓬勃發(fā)展”，中國(guó)人始終這樣努力著。北斗三號(hào)系統(tǒng)開通服務(wù)以來(lái)，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，服務(wù)性能穩(wěn)中有升，全球范圍定位精度實(shí)測(cè)優(yōu)于4.4米，為全球用戶提供優(yōu)質(zhì)可靠的定位導(dǎo)航授時(shí)服務(wù)。目前，北斗產(chǎn)品已在全球一半以上國(guó)家和地區(qū)應(yīng)用，服務(wù)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，成為中國(guó)以實(shí)際行動(dòng)積極推動(dòng)構(gòu)建人類命運(yùn)共同體的生動(dòng)案例。

　　據(jù)中國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航定位協(xié)會(huì)發(fā)布的《2022中國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航與位置服務(wù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書》顯示，2021年我國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航與位置服務(wù)產(chǎn)業(yè)總體產(chǎn)值達(dá)到4690億元人民幣，較2020年增長(zhǎng)16.29%。分析認(rèn)為，以平均每年20%增長(zhǎng)率計(jì)算，2025年后北斗產(chǎn)業(yè)規(guī)模有望達(dá)到萬(wàn)億元。

　　一組數(shù)字，直觀地體現(xiàn)著北斗系統(tǒng)應(yīng)用之廣泛——截至2021年底，已有超過(guò)790萬(wàn)輛道路營(yíng)運(yùn)車輛安裝使用北斗系統(tǒng)，近8000臺(tái)各型號(hào)北斗終端在鐵路領(lǐng)域應(yīng)用推廣，基于北斗系統(tǒng)的農(nóng)機(jī)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)超過(guò)10萬(wàn)臺(tái)/套，醫(yī)療健康、防疫消毒、遠(yuǎn)程監(jiān)控、在線服務(wù)等下游運(yùn)營(yíng)服務(wù)環(huán)節(jié)產(chǎn)值近2000億元，具有北斗定位功能的終端產(chǎn)品社會(huì)總保有量超過(guò)10億臺(tái)/套。

2022年7月11日，搭載船用北斗系統(tǒng)的臺(tái)灣海峽首艘大型巡航救助船“海巡06”輪在福建正式列編。（圖源：新華網(wǎng)）

　　經(jīng)全球連續(xù)監(jiān)測(cè)評(píng)估系統(tǒng)實(shí)測(cè)，北斗三號(hào)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)定位導(dǎo)航授時(shí)服務(wù)全球范圍性能指標(biāo)先進(jìn)、亞太區(qū)域性能更優(yōu)，系統(tǒng)進(jìn)入持續(xù)穩(wěn)定、快速發(fā)展新階段。后續(xù)還將按計(jì)劃發(fā)射新的衛(wèi)星，進(jìn)一步提高系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性和可靠性，并開展新技術(shù)試驗(yàn)驗(yàn)證，確保系統(tǒng)不斷迭代升級(jí)。

　　首任北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)總設(shè)計(jì)師孫家棟院士曾說(shuō)，“北斗的應(yīng)用只受想象力的限制”，建設(shè)成為世界一流的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是中國(guó)北斗的發(fā)展目標(biāo)。如今，中國(guó)的導(dǎo)航衛(wèi)星已布滿地球上空，北斗的故事還將繼續(xù)。

　　(資料來(lái)源：北斗網(wǎng)、我們的太空、新華網(wǎng)、科技日?qǐng)?bào)、央視新聞、澎湃新聞、海外網(wǎng))