邁向新征程：北斗的前世今生及未來
網(wǎng)上檢索“北斗”二字，除了北斗導(dǎo)航衛(wèi)星密集發(fā)射實(shí)施全球組網(wǎng)的消息，就是北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在全球不同地域、不同行業(yè)發(fā)展應(yīng)用的新聞，這些無疑都證明了一點(diǎn)：北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)正一步步邁向新征程。
北斗誕生前，世界發(fā)生了什么？
上世紀(jì)中期，美國陸、海、空三軍聯(lián)合研制了新一代空間衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，為陸、海、空三大領(lǐng)域提供導(dǎo)航服務(wù)。1964年，世界上第一顆導(dǎo)航定位衛(wèi)星“子午儀”開始為美國提供潛艇導(dǎo)航服務(wù)，美國海軍實(shí)力突飛猛進(jìn)。
無獨(dú)有偶。1960年，前蘇聯(lián)軍方最新規(guī)劃研制的彈道導(dǎo)彈需要精確導(dǎo)引。研制一個(gè)即時(shí)、精準(zhǔn)的導(dǎo)航系統(tǒng)被提上日程。1968年，前蘇聯(lián)國防部、科學(xué)院和海軍一些研究所聯(lián)合起來研究，一個(gè)為海、陸、空、天武裝力量建立的單一解決方案應(yīng)運(yùn)而生。
針對(duì)世界格局的變化和國防安全發(fā)展需要，上世紀(jì)70年代，我國七五規(guī)劃中提出了“新四星”計(jì)劃，后來又提出了單星、雙星、三星、三到五顆星的區(qū)域性系統(tǒng)方案，以及多星全球系統(tǒng)設(shè)想，后來，由于受經(jīng)濟(jì)等客觀因素影響，這些方案設(shè)想未能成行。80年代初期，以“兩彈一星”元?jiǎng)钻惙荚试菏繛槭椎膶＜覉F(tuán)體提出了雙星定位方案，這在當(dāng)時(shí)被公認(rèn)為最佳方案。但受經(jīng)濟(jì)條件等因素的拘囿，又被擱置。
1991年，海灣戰(zhàn)爭爆發(fā)。美國GPS衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在戰(zhàn)爭中的成功應(yīng)用，使我們深刻意識(shí)到，建立衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)刻不容緩。
此時(shí)，美國GPS系統(tǒng)已投入使用，前蘇聯(lián)格羅納斯系統(tǒng)已基本建成。
我國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)著手建設(shè)之初，技術(shù)基礎(chǔ)薄弱，科研攻關(guān)面臨很多難題。很多人主張沿用全球定位系統(tǒng)（GPS）成熟的技術(shù)體制，這個(gè)方案很快被否決。衛(wèi)星導(dǎo)航是國家重要戰(zhàn)略資源，核心技術(shù)是學(xué)不來的。延用別人的體制，技術(shù)上將永遠(yuǎn)受制于人，必須建立完全屬于自己的自主可控的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。
按照之前陳芳允院士提出的雙星定位方案，靜止高軌道衛(wèi)星成為必然選擇。這兩顆靜止軌道衛(wèi)星是我國北斗一代衛(wèi)星，能夠提供定位通信服務(wù)，但通信功能比國際海事衛(wèi)星差、定位功能比GPS衛(wèi)星差。在這種情形下，北斗二代快速上馬、應(yīng)運(yùn)而生。
2007年4月14日，我國成功將第一顆北斗導(dǎo)航組網(wǎng)衛(wèi)星送入太空，從此，我國自主研制的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)入新的發(fā)展階段。
2015年3月30日，我國首顆用于全球組網(wǎng)的新一代北斗導(dǎo)航衛(wèi)星發(fā)射升空，標(biāo)志著北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)已由區(qū)域運(yùn)行向全球拓展。
2016年2月1日，我國第五顆新一代北斗導(dǎo)航衛(wèi)星成功入軌，與先期發(fā)射的4顆新一代北斗導(dǎo)航衛(wèi)星，共同開展星間鏈路、新型導(dǎo)航信號(hào)體制和新型原子鐘等國產(chǎn)自主可控設(shè)備試驗(yàn)驗(yàn)證工作。
截至目前，我國已成功發(fā)射21顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)辦公室主任冉承其告訴記者，按照北斗“三步走”發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃，預(yù)計(jì)到2020年，我國將建成由5顆地球靜止軌道和30顆地球非靜止軌道衛(wèi)星組網(wǎng)而成的北斗全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)全球區(qū)域覆蓋，為全球用戶提供更高精度的服務(wù)。
堅(jiān)持產(chǎn)品自研自用 接連實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破
前不久，2015年國家科技獎(jiǎng)勵(lì)大會(huì)傳來捷報(bào)：實(shí)現(xiàn)多系統(tǒng)多頻兼容、具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的北斗芯片獲得了國家科技進(jìn)步獎(jiǎng)。十二五收官之際，傳來這個(gè)好消息，北斗人倍感振奮。
“目前，圍繞建設(shè)世界一流全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)目標(biāo)，我們在具備自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的導(dǎo)航信號(hào)體制、高性能星載原子鐘等設(shè)備研發(fā)方面取得了新的進(jìn)展，新一代北斗導(dǎo)航衛(wèi)星研制生產(chǎn)工作正穩(wěn)步推進(jìn)。”中國衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)管理辦公室主任冉承其如是說。
衛(wèi)星導(dǎo)航是國家重要戰(zhàn)略資源，只能靠自主研制。近年來，中國衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)管理辦公室始終保持基礎(chǔ)產(chǎn)品自主可控，基于北斗系統(tǒng)及多系統(tǒng)兼容的應(yīng)用基礎(chǔ)產(chǎn)品和技術(shù)接連實(shí)現(xiàn)新突破。特別是在核心部件芯片的研制方面，他們始終將風(fēng)箏線拽在自己手中，經(jīng)過幾年的努力，其研制的芯片功能性能與國際一流水平基本相當(dāng)，實(shí)現(xiàn)了自主北斗芯片、模塊應(yīng)用規(guī)模從零到千萬量級(jí)的突破，已形成覆蓋完整、門類齊全、自主可控的北斗產(chǎn)業(yè)鏈。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2015年，我國衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)值已達(dá)1600億元，其中北斗系統(tǒng)貢獻(xiàn)率約20%；截至2015年年底，北斗導(dǎo)航芯片出貨量已達(dá)1500萬片，高精度OME板占國內(nèi)30%市場份額。
不被牽住“牛鼻子”的同時(shí)，還要反牽“牛鼻子”。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在服務(wù)模式上有自己的特色和優(yōu)勢，除了提供與GPS類似的無源定位、導(dǎo)航、授時(shí)服務(wù)外，在我國及周邊地區(qū)，還保留了北斗衛(wèi)星導(dǎo)航試驗(yàn)系統(tǒng)獨(dú)有的短報(bào)文通信功能，使得用戶不僅實(shí)時(shí)知道自己的位置，還可以通過短報(bào)文通信告訴別人自己的位置，這既幫助用戶快速實(shí)現(xiàn)了自身定位，還實(shí)現(xiàn)了位置信息的交互共享，這是其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)所不具備的。
冉承其主任說：“在偌大的時(shí)空中，既實(shí)時(shí)知道自己在哪兒，也能讓別人知道自己在哪兒的體驗(yàn)是極其美妙的。”
網(wǎng)民說：“北斗，是最接地氣的高科技！”
新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)農(nóng)業(yè)機(jī)械用了北斗，土地使用率提高5%，復(fù)播準(zhǔn)確率由50%提高到100%；天津港集裝箱作業(yè)，箱位準(zhǔn)確率實(shí)現(xiàn)100%,作業(yè)成本降低兩成；某北斗企業(yè)與四川臥龍國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)達(dá)成戰(zhàn)略合作；一款基于北斗的星網(wǎng)地井監(jiān)控系統(tǒng)在西安發(fā)布；油田開發(fā)領(lǐng)域北斗應(yīng)用系統(tǒng)在江蘇投入使用……瀏覽互聯(lián)網(wǎng)頁，關(guān)于北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)用推廣的新聞多如牛毛。很多網(wǎng)民紛紛跟帖說：“北斗，是最接地氣的高科技！”
日前，中國衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)管理辦公室主任冉承其在接受記者采訪時(shí)說：“目前，北斗應(yīng)用的模式和領(lǐng)域已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出我們的設(shè)想，可以說，只有想不到的，沒有做不到的。”
通過與新興技術(shù)融合，北斗服務(wù)國計(jì)民生的范圍越來越廣、能力越來越強(qiáng)。冉承其主任說，“北斗與互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等深度融合后，產(chǎn)生的效益將不可限量。在傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)、新興產(chǎn)業(yè)集群發(fā)展等方面，催生了新理念、新業(yè)態(tài)、新模式，改變了人們的生產(chǎn)生活方式。比如結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)的北斗菜網(wǎng)應(yīng)用，是利用北斗系統(tǒng)提供的時(shí)間位置信息，使蔬菜播種、采摘、運(yùn)輸、上架全供應(yīng)鏈全程可追溯，保證老百姓能夠吃上“新鮮菜、放心菜”。
除此之外，2013年，國家啟動(dòng)了北斗地基增強(qiáng)系統(tǒng)建設(shè)。北斗系統(tǒng)聯(lián)合交通運(yùn)輸部、地震局、氣象局、測繪地理信息局，以及軍隊(duì)有關(guān)部門，通過整合國內(nèi)現(xiàn)有的1400個(gè)GPS基準(zhǔn)站資源，建成以北斗系統(tǒng)為主兼容其他系統(tǒng)的北斗地基增強(qiáng)系統(tǒng)。建成該系統(tǒng)后，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)將為中國境內(nèi)用戶提供分米級(jí)定位服務(wù)，部分地區(qū)定位服務(wù)最高可達(dá)厘米級(jí)。目前，這項(xiàng)建設(shè)已衍生出北斗高精度約車應(yīng)用系統(tǒng)，該系統(tǒng)將車輛和乘客的定位精度由目前的10米大幅提升至分米級(jí)，避免了“人找車，車找人”過程中電話溝通帶來的安全駕駛隱患，全方位改善了用戶約車時(shí)的身心體驗(yàn)。
北斗將率先為“一帶一路”國家提供基本服務(wù)
中國衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)管理辦公室主任冉承其在參加2015年中國國際衛(wèi)星應(yīng)用研討會(huì)期間表示：“根據(jù)北斗系統(tǒng)全球組網(wǎng)建設(shè)計(jì)劃，2018年，北斗系統(tǒng)將形成面向‘一帶一路’沿線國家的全球初始服務(wù)能力，率先為‘一帶一路’國家提供基本服務(wù)。”
在“一帶一路”戰(zhàn)略規(guī)劃中，國務(wù)院授權(quán)發(fā)布了《推動(dòng)共建絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶和21世紀(jì)海上絲綢之路的愿景與行動(dòng)》，其中指出基礎(chǔ)設(shè)施互聯(lián)互通是“一帶一路”建設(shè)的優(yōu)先領(lǐng)域；應(yīng)抓住交通基礎(chǔ)設(shè)施的關(guān)鍵通道、關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)和重點(diǎn)工程，推進(jìn)北斗的國際合作與應(yīng)用。
響應(yīng)國家號(hào)召，中國衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)管理辦公室結(jié)合北斗衛(wèi)星目前在軌情況，出臺(tái)了多項(xiàng)舉措。在“一帶”方面，他們首先在全國北斗貨運(yùn)車聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)提供車輛監(jiān)控管理與路況信息發(fā)布等服務(wù)，目前在線管理和服務(wù)的運(yùn)營車輛已超過250萬臺(tái)，國產(chǎn)高精度接收機(jī)已出口60多個(gè)國家，其中“一帶一路”沿線國家30個(gè)。在此基礎(chǔ)上，他們積極與俄羅斯、巴基斯坦等國和中亞、中東等區(qū)域開展合作，為絲綢之路經(jīng)濟(jì)建設(shè)保駕護(hù)航；在“一路”方面，他們通過全國北斗船聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)提供船舶監(jiān)控管理與海況信息發(fā)布服務(wù)，目前在線船舶已超4萬艘，覆蓋我國周邊各海域，并以此為基礎(chǔ)，與東盟區(qū)域國家開展合作，服務(wù)21世紀(jì)海上絲綢之路建設(shè)。
北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)總設(shè)計(jì)師楊長風(fēng)說：“‘一帶一路’要實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通，北斗系統(tǒng)可在信息聯(lián)網(wǎng)、精確位置、指揮監(jiān)控等方面發(fā)揮自己的優(yōu)勢，提供絕對(duì)有效的支持。”
北斗星座像一顆顆棋子，被巧妙地分布在地球不同軌道上。待棋滿收盤之日，便是北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在全球綻放光芒之時(shí)。相信隨著新一代北斗導(dǎo)航衛(wèi)星依次在太空落座，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)全球組網(wǎng)的目標(biāo)指日可待。
資料：
我國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)自主建設(shè)、獨(dú)立運(yùn)行，與世界其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)兼容共用，可在全球范圍內(nèi)全天候、全天時(shí)為各類用戶提供高精度、高可靠的定位、測速、授時(shí)服務(wù)，并兼具短報(bào)文通信能力。
我國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)于2000年底開始向中國及周邊地區(qū)提供服務(wù)，2012年底正式向亞太大部分地區(qū)提供運(yùn)行服務(wù)，在交通運(yùn)輸、海洋漁業(yè)、水文監(jiān)測、氣象預(yù)報(bào)、大地測量、智能駕考、救災(zāi)減災(zāi)、手機(jī)導(dǎo)航、車載導(dǎo)航等諸多領(lǐng)域，已產(chǎn)生廣泛的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
2015年，我國連續(xù)成功發(fā)射了4顆新一代北斗導(dǎo)航衛(wèi)星；2016年2月1日，我國第5顆新一代北斗導(dǎo)航衛(wèi)星成功入軌；2016年，我國將再發(fā)2顆新一代北斗導(dǎo)航衛(wèi)星；2020年，我國自主建設(shè)和運(yùn)行的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)將具備為全球用戶提供服務(wù)的能力……
巴基斯坦在國內(nèi)推廣使用北斗信號(hào)來進(jìn)行導(dǎo)航服務(wù)；跟中阿中非建立合作平臺(tái)，把北斗推向阿盟國家、非洲國家；某北斗企業(yè)與四川臥龍國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)達(dá)成戰(zhàn)略合作；
2016年2月1日，我國第五顆新一代北斗導(dǎo)航衛(wèi)星成功入軌，與先期發(fā)射的4顆新一代北斗導(dǎo)航衛(wèi)星，共同開展星間鏈路、新型導(dǎo)航信號(hào)體制和新型原子鐘等國產(chǎn)自主可控設(shè)備試驗(yàn)驗(yàn)證工作。
中國衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)管理辦公室主任冉承其表示，目前在軌運(yùn)行的20顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星狀態(tài)良好。其中，新一代北斗導(dǎo)航衛(wèi)星既可參與從2012年開始提供連續(xù)導(dǎo)航定位與授時(shí)服務(wù)的“北斗二代”系統(tǒng)，同時(shí)承擔(dān)北斗系統(tǒng)全球組網(wǎng)驗(yàn)證任務(wù)，并適時(shí)入網(wǎng)提供服務(wù)。驗(yàn)證結(jié)束后，就將對(duì)其狀態(tài)進(jìn)行固化。
實(shí)現(xiàn)技術(shù)上的接連突破。2012年，實(shí)現(xiàn)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)區(qū)域組網(wǎng)完成并投入運(yùn)行，性能指標(biāo)穩(wěn)中有升，可為廣大用戶提供與美國GPS性能詳單的高質(zhì)量導(dǎo)航定位服務(wù)，且運(yùn)行總體保持連續(xù)穩(wěn)定；啟動(dòng)全球組網(wǎng)，攻克新一代導(dǎo)航衛(wèi)星專用衛(wèi)星平臺(tái)、運(yùn)載火箭上面級(jí)直接入軌發(fā)射、高精度原子鐘、星間鏈路、自主導(dǎo)航等關(guān)鍵技術(shù)，取得一大批具有自主指示產(chǎn)權(quán)的高精尖科技成果；用于全球組網(wǎng)的新一代北斗導(dǎo)航衛(wèi)星，實(shí)現(xiàn)了北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)史上多個(gè)突破，包括首次實(shí)現(xiàn)中高軌衛(wèi)星直接發(fā)射入軌，首次采用新型導(dǎo)航衛(wèi)星專用平臺(tái)，首次采用全新設(shè)計(jì)的導(dǎo)航信號(hào)體制等。
北斗的應(yīng)用價(jià)值獲得廣泛認(rèn)同。在國家頒布《衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃》的基礎(chǔ)上，國家相關(guān)部門、有關(guān)地區(qū)已相繼出臺(tái)了30余項(xiàng)促進(jìn)北斗產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策，交通運(yùn)輸、民政以及北京、上海等15個(gè)部委和省市開展了北斗應(yīng)用示范，已發(fā)揮顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。此外，國家還成立了全國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)，進(jìn)一步強(qiáng)化北斗衛(wèi)星導(dǎo)航標(biāo)準(zhǔn)制定，有力保障在更大范圍推進(jìn)北斗系統(tǒng)應(yīng)用。目前，國內(nèi)外芯片企業(yè)相繼發(fā)布了支持北斗系統(tǒng)的衛(wèi)星導(dǎo)航芯片、模塊，互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)通信等高技術(shù)企業(yè)紛紛涉足衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用產(chǎn)業(yè)，積極開拓基于衛(wèi)星導(dǎo)航的特色位置服務(wù)，使廣大用戶獲得更優(yōu)質(zhì)的應(yīng)用體驗(yàn)和更可靠的系統(tǒng)服務(wù)。
頻繁參與深度國際合作，才能實(shí)現(xiàn)國際化。深度參加國際衛(wèi)星導(dǎo)航組織活動(dòng)，持續(xù)向全球開展衛(wèi)星國際教育培訓(xùn)，積極融入國際標(biāo)準(zhǔn)，推進(jìn)北斗國際化。目前，北斗系統(tǒng)已成為國際移動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)支持的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。一方面是積極推動(dòng)北斗系統(tǒng)進(jìn)入國際民航、國際海事、移動(dòng)通信等國際組織；另一方面是積極推動(dòng)北斗系統(tǒng)服務(wù)國際社會(huì)，比如以“東盟行”“亞太行”的方式幫助東南亞地區(qū)一些國家進(jìn)行衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用的方案設(shè)計(jì)，在當(dāng)?shù)赝茝V普及北斗產(chǎn)品、建設(shè)地基增強(qiáng)系統(tǒng)。2012年底正式向亞太大部分地區(qū)提供運(yùn)行服務(wù)，在交通運(yùn)輸、海洋漁業(yè)、水文監(jiān)測、氣象預(yù)報(bào)、大地測量、智能駕考、救災(zāi)減災(zāi)、手機(jī)導(dǎo)航、車載導(dǎo)航等諸多領(lǐng)域，已產(chǎn)生廣泛的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
