“二十六年”:望尽天涯路
北斗工程总设计师杨长风说,“我们常说,北斗是‘五千万工程’,调动了千军万马,经历了千难万险,付出了千辛万苦,要走进千家万户,将造福千秋万代。”
1991年,海湾战争爆发。美军首次使用GPS导航卫星,其精准制导导弹的威力让全世界惊叹。从导弹的巨响中回过神来,我们意识到卫星导航系统的巨大价值,一个卫星梦开始慢慢酝酿。
1994年,北斗一号系统工程正式启动。当时美俄发射了20多颗卫星,完成了全球组网。“孤月沧浪河汉清,北斗错落长庚明”,北斗星指明方向,北斗系统引航。卫星研制的方向,只有我们自己为自己导航。
底子薄、技术弱、资源少,北斗蹒跚起步,困境重重。
北斗工程建设之初,国内星载原子钟技术薄弱,而原子钟作为卫星的命脉,对系统定位和授时精度具有决定性的作用。北斗似在逆境中成长的孩童,单单走出家门,就
国际上,优质的空间频率资源所剩无几,几乎没有给其他卫星留容身之所,北斗缺乏立身之本。加之西方严密的技术封锁,中国在欧盟“伽利略”计划中的艰难合作,卫星研发长路漫漫。
原子钟技术薄弱,进口困难,那就自主研发,全力攻坚;为争取空间使用频段,在规定时间内完成研制,72小时不眠不休拆开星箭组合体,取出异常问答机,排除故障;没有便车,那就独立钻研,打磨“中国芯”。北斗人咬紧牙关,披荆斩棘。
功夫不负有心人,北斗全球卫星导航系统成功建成。北斗部署,步步为营。
第一步,北斗一号,试验探索覆盖中国周边。这一年,北斗6岁。
第二步,北斗二号,服务亚太性能经得起考验。这一年,北斗12岁。
第三步,北斗三号,护航全球组网时代。这一年,北斗18,少年风华正茂、傲视苍穹。
图2 北斗卫星历年发射情况
数据来源:北斗卫星导航系统官网
二十六年间,来自400多家单位的30余万科技人员披星戴月,攻克星间链路、高精度原子钟等160余项关键核心技术,突破500余种器部件国产化研制,最终实现了北斗三号卫星核心器部件国产化率100%。一步步走来,北斗已褪去曾经的稚嫩,定位精度优于10米、测速精度优于0.2米每秒,实现20纳秒授时精度和99%的服务可用性。
目前,全球四大卫星定位系统中,中国北斗正以年轻之姿、创新之态,与美国全球定位系统(GPS)、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统(GNSS)、伽利略卫星导航系统(GSNS)共同俯瞰地球。35颗北斗卫星导航系统标配卫星、33颗在轨卫星,数量在四大导航系统中均排第一。北斗,长大了。
图3 全球四大导航系统对比(截止2020年6月)
数据来源:人民日报客户端;公开资料整理(注:全球定位精度水平和高程距离越低越好)
“北斗系统高度覆盖亚洲范围,相比GPS多具备短报文功能,同时也集成了RDSS(卫星无线电定位系统)和RNSS(一种卫星无线电导航业务)两种业务。”谈起北斗相比于其他三大卫星导航系统的独特优势,同济大学测绘与地理信息学院学生小江(化名)如数家珍。