后發(fā)趕超，闖出一條新路

闖出一條新路，是中國(guó)人的自信。建設(shè)中國(guó)北斗，在這個(gè)發(fā)展中國(guó)家，在受到技術(shù)嚴(yán)密封鎖情況下，不可能循著別人的路走，必須砥礪前行、換道超車。

探路——北斗人不相信有完不成的任務(wù)，不相信有克服不了的困難，不相信有戰(zhàn)勝不了的敵人，他們迎著困難上，“摸著石頭過(guò)河”。

按照空間定位原理，對(duì)地球上一個(gè)目標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行定位，至少需要3顆衛(wèi)星；考慮到時(shí)間誤差，精確定位至少需要4顆衛(wèi)星。這就是GPS和格洛納斯的工作原理和全球組網(wǎng)方案。如果按這條路探索試驗(yàn)，以我國(guó)當(dāng)時(shí)的綜合國(guó)力，可望而不可即。

陳芳允院士，“兩彈元?jiǎng)住薄?63計(jì)劃”倡導(dǎo)者之一，創(chuàng)造性提出了“雙星定位”建設(shè)方案。這一方案用當(dāng)時(shí)中國(guó)最成熟的航天技術(shù)，以最小的星座、最少的投入、最短的周期，實(shí)現(xiàn)了衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)的自主可控。

繪路——按照別人的圖紙搞建設(shè)，無(wú)異于削足適履。中國(guó)北斗，需求牽引、創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)，哪里急需、哪里先建，邊建邊用、逐步延伸……

建成覆蓋全球的導(dǎo)航定位系統(tǒng)，至少需要24顆衛(wèi)星，美俄用了20多年時(shí)間。但維護(hù)我國(guó)國(guó)家主權(quán)、安全、發(fā)展利益刻不容緩，經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展現(xiàn)實(shí)需求迫切，拖不起、等不得。

孫家棟院士，“兩彈元?jiǎng)住?、東方紅一號(hào)衛(wèi)星總設(shè)計(jì)師、北斗工程首任總設(shè)計(jì)師，帶領(lǐng)北斗人創(chuàng)造性提出了“分步走”戰(zhàn)略，先試驗(yàn)后建設(shè)，先國(guó)內(nèi)后周邊，先區(qū)域后全球。

地球自轉(zhuǎn)“日行八萬(wàn)里”，導(dǎo)航衛(wèi)星繞飛不間斷，要為地面一個(gè)特定區(qū)域提供連續(xù)穩(wěn)定的導(dǎo)航服務(wù)，按照GPS和格洛納斯采取的單一軌道星座構(gòu)型，在全球組網(wǎng)完成之前無(wú)法實(shí)現(xiàn)。

北斗人再次開(kāi)創(chuàng)性地設(shè)計(jì)了混合星座構(gòu)型。2012年底，建成由地球同步軌道衛(wèi)星、傾斜同步軌道衛(wèi)星和中圓軌道衛(wèi)星共14顆星構(gòu)成的北斗二號(hào)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了全天時(shí)全天候?yàn)閬喬蟛糠值貐^(qū)提供定位導(dǎo)航授時(shí)服務(wù)。

到2020年左右，我國(guó)全面建成小康社會(huì)之際，全部30多顆北斗三號(hào)衛(wèi)星將光耀全球。

筑路——人類對(duì)時(shí)空的精準(zhǔn)需求永無(wú)止息，建設(shè)滿足國(guó)家和人民需求的導(dǎo)航系統(tǒng)，標(biāo)準(zhǔn)高、難題多、基礎(chǔ)弱，遍地荊棘中，北斗人勇攀巔峰。

時(shí)間精度是衛(wèi)星導(dǎo)航的命門，導(dǎo)航系統(tǒng)普遍運(yùn)用原子鐘維持時(shí)間精度。過(guò)去，只有少數(shù)國(guó)家能制造高精度原子鐘。核心技術(shù)終究得靠自己，有骨氣的北斗人不到兩年時(shí)間，就自主研制出穩(wěn)定度極高的原子鐘，300萬(wàn)年只有1秒誤差，徹底打破了他國(guó)壟斷。

定位精度是導(dǎo)航系統(tǒng)的生命。單純依靠衛(wèi)星，目前定位精度大都在10米量級(jí)。要進(jìn)一步提高精度，只在天上下功夫，短期內(nèi)難有大的突破。北斗人發(fā)現(xiàn)，國(guó)家氣象、交通、國(guó)土資源等行業(yè)已建有大量GPS基準(zhǔn)站，通過(guò)技術(shù)升級(jí)改造，即可變?yōu)楸倍坊?，進(jìn)一步新建和調(diào)整優(yōu)化布局，即可建成國(guó)土范圍內(nèi)無(wú)縫隙覆蓋的北斗地基增強(qiáng)網(wǎng)。2017年，1400多個(gè)北斗基站遍布全國(guó)，上萬(wàn)臺(tái)套設(shè)備組成星地“一張網(wǎng)”，國(guó)內(nèi)定位精度全部達(dá)到亞米級(jí)，部分地區(qū)達(dá)到分米級(jí)，最高精度甚至可到厘米或毫米級(jí)。

2016年，北斗二號(hào)衛(wèi)星工程以4個(gè)國(guó)際首創(chuàng)、10大技術(shù)創(chuàng)新、128項(xiàng)發(fā)明專利和其他72項(xiàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)，獲得國(guó)家科技進(jìn)步特等獎(jiǎng)。大器晚成的中國(guó)北斗，成功登上了我國(guó)科技重大工程的創(chuàng)新之巔。

拓路——道路承載著發(fā)展、連接著友誼。中國(guó)北斗秉持和踐行“世界北斗”的發(fā)展理念，努力服務(wù)全球、造福人類。

服務(wù)全球，必須覆蓋全球。在難以全球布設(shè)地面站管理衛(wèi)星的情況下，必須建立衛(wèi)星之間的星間鏈路，實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星管衛(wèi)星，這是世界導(dǎo)航領(lǐng)域的前沿技術(shù)，也是北斗三號(hào)工程建設(shè)必須解決的難題。2015年8月，兩顆全球系統(tǒng)試驗(yàn)衛(wèi)星首次建立起星間鏈路，標(biāo)志著我國(guó)掌握了這一國(guó)際領(lǐng)先的核心技術(shù)。

服務(wù)全球，必須融入全球。3年前，北斗與GPS在達(dá)成頻率兼容共識(shí)基礎(chǔ)上，正式建立合作機(jī)制，共同推動(dòng)民用衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)發(fā)展。兩年前，北斗與伽利略完成衛(wèi)星導(dǎo)航頻率協(xié)調(diào)工作。不久前，北斗與格洛納斯成功進(jìn)行兩大系統(tǒng)的兼容試驗(yàn)，聯(lián)手打造兼容使用、精度更高衛(wèi)星集群的前景可期。

服務(wù)全球，必須用于全球。北斗二號(hào)建成后，在向國(guó)內(nèi)提供系統(tǒng)服務(wù)的同時(shí)，即公開(kāi)向南北緯55度、東經(jīng)55度到180度的亞太地區(qū)提供定位精度優(yōu)于10米、測(cè)速精度優(yōu)于0.2米/秒、授時(shí)精度優(yōu)于50納秒的免費(fèi)服務(wù)。

在我國(guó)周邊和“一帶一路”沿線，巴基斯坦的交通運(yùn)輸、港口管理，緬甸的土地規(guī)劃、河運(yùn)監(jiān)管，老撾的精細(xì)農(nóng)業(yè)、病蟲(chóng)災(zāi)害監(jiān)管，文萊的都市現(xiàn)代化建設(shè)、智慧旅游……北斗正在提供心貼心定制服務(wù)；分別與馬來(lái)西亞、新加坡等開(kāi)展交流合作，與沙特、阿聯(lián)酋等國(guó)家制定推進(jìn)措施，在泰國(guó)建成小型北斗地基增強(qiáng)系統(tǒng)示范網(wǎng)……北斗彰顯的中國(guó)胸懷和中國(guó)貢獻(xiàn)伴隨“太空絲路”不斷延展。