2020年初，新冠肺炎疫情暴發(fā)。在危難時刻，北斗系統(tǒng)火線馳援武漢市火神山、雷神山兩大醫(yī)院建設(shè)，它用高精度技術(shù)優(yōu)勢，實現(xiàn)了多數(shù)測量工作的一次性完成，為醫(yī)院建設(shè)節(jié)省了大量時間，保障了抗疫“主陣地”建設(shè)的迅速完成，顯示出北斗的智慧和力量。目前，國產(chǎn)北斗基礎(chǔ)產(chǎn)品已出口120多個國家和地區(qū)，基于北斗的土地確權(quán)、精準農(nóng)業(yè)、數(shù)字施工、智慧港口等應(yīng)用，已在東盟、南亞、東歐、西亞、非洲等地區(qū)成功落地。
前有美國的GPS，歐洲的伽利略，俄羅斯的格洛納斯，我國為什么還要集結(jié)400多家單位、30余萬名科研人員，幾十年磨一劍，打造自己的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)?
【自主可控，再難也要上】
上世紀90年代，美國GPS、俄羅斯格洛納斯已完成全球組網(wǎng)，牢牢占據(jù)先發(fā)優(yōu)勢。掌握了時間和空間，就控制了一個國家最重要的基礎(chǔ)信息。1993年7月，中國“銀河號”貨輪行駛至印度洋時，遭遇所在海域的GPS服務(wù)系統(tǒng)被故意關(guān)閉的狀況，被迫在公海停滯了三周。復(fù)雜多變的國際局勢，讓我們愈發(fā)強烈地意識到，擁有自己的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)對維護國家安全、保障經(jīng)濟社會發(fā)展是何等重要。1994年，中國獨立運行、自主建設(shè)的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)——北斗正式啟動建設(shè)。但是由于起步較晚，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)面臨著必須創(chuàng)新的巨大壓力，沒有新的設(shè)計、沒有新的功能，北斗就沒有應(yīng)用市場。
北斗建設(shè)者想建成獨立自主的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，必須標新和立異。標新是要追求性能的高效，立異是為了讓功能更豐富、更有特色。對北斗建設(shè)者來說，無論是標新還是立異，都要求建設(shè)的這個系統(tǒng)有用、好用、管用。所以，北斗人在這樣的挑戰(zhàn)下，做了很多創(chuàng)新性的設(shè)計。
“北斗一號”解決了中國衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)從無到有的一次飛躍，實現(xiàn)了短報文通信，當時只是120個漢字，可是這120個漢字對很多用戶來說是極其重要的。北斗系統(tǒng)的短報文服務(wù)，是其他全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)所不具備的。特別是在災(zāi)區(qū)通信中斷、電力中斷的緊急情況下，仍然可以使用衛(wèi)星信號傳輸信息、發(fā)送短信，實現(xiàn)通信和定位。
2008年5月12日汶川大地震，災(zāi)區(qū)的手機通信基站被破壞，有線、無線通信全部中斷，地震災(zāi)區(qū)瞬間成為信息孤島，外界無法及時獲得震區(qū)的受災(zāi)情況。配備了上千臺北斗用戶終端的救援隊伍陸續(xù)進入災(zāi)區(qū)，打開了災(zāi)區(qū)與外界的通信通道。北斗短報文成為震區(qū)當時唯一的通訊方式，不僅將災(zāi)情信息傳遞出來，還對受災(zāi)狀況進行定位，為救援和救災(zāi)物資的輸送提供導(dǎo)航。在指揮部和救災(zāi)一線之間架起了有效的信息橋梁，大大提高了救援的效率。
2012年12月27日建成的“北斗二號”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，由14顆衛(wèi)星組成，其中有5顆地球靜止軌道衛(wèi)星、5顆傾斜軌道衛(wèi)星，另有4顆中圓軌道衛(wèi)星，可以覆蓋中國以及亞太地區(qū)。“北斗二號”解決了從境內(nèi)到亞太、局部到區(qū)域的導(dǎo)航定位問題;從有源定位到無源定位的問題。不需要發(fā)射信號也能定位，這是“北斗二號”一個重要的突破。
2020年6月23日，“北斗三號”的最后一顆地球靜止軌道衛(wèi)星發(fā)射成功，標志著北斗全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)圓滿完成了星座部署，成為迄今為止我國規(guī)模最大、覆蓋范圍最廣、服務(wù)性能最高、與人民生活關(guān)聯(lián)最緊密的巨型復(fù)雜航天系統(tǒng)，并躋身世界四大全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)行列，正式向全球用戶提供全天候、全天時、高精度定位導(dǎo)航和授時服務(wù)。
【功能之豐富，問鼎全球】
北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是目前功能最豐富的系統(tǒng)，不是之一，而是之最。
為飛機保駕護航。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，在提供導(dǎo)航定位授時的同時，提供了星基增強，為民航用戶提供精密進近所需的所有要素，包括完好性信息，衛(wèi)星的健康信息，所有信號的健康信息。國際上很多國家都有星基增強，美國叫WAAS(廣域增強系統(tǒng))，歐盟叫EGNOS(歐洲地球靜止導(dǎo)航重疊服務(wù))，它們都需要重新租用衛(wèi)星來播發(fā)星基增強的信息，通過若干個地面跟蹤站、地面監(jiān)測站，來監(jiān)測各個星座、衛(wèi)星的健康狀況。但是，我們就在北斗的同步衛(wèi)星的星座上，把星基增強信息播發(fā)給民航用戶，這樣用戶可以非常方便地在接收北斗信號的同時，把增強信號接收下來。目前可以提供北斗雙頻、GPS雙頻的增強服務(wù)。未來我們承諾可以為全球四大衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)提供雙頻多系統(tǒng)的增強服務(wù)。
無網(wǎng)定位照樣精準。“北斗三號”提供的精密單點定位，不需要通過網(wǎng)絡(luò)。這個精密單點定位說起來并不新鮮，因為國際GNSS全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)服務(wù)組織，已經(jīng)在全球構(gòu)建了若干個監(jiān)測站，它把精密軌道和各個衛(wèi)星的精密鐘差放到網(wǎng)上，用戶想得到高精度定位、高精度授時，可以從互聯(lián)網(wǎng)上下載高精度的軌道和高精度的衛(wèi)星鐘差。但北斗可以利用同步衛(wèi)星，把精密軌道、精密鐘差直接免費播發(fā)給用戶，不需要互聯(lián)網(wǎng)，目前可以在中國的周邊地區(qū)、中國境內(nèi)提供精密單點定位服務(wù)。
幾米之內(nèi)精準搜救。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是按照國際海事組織的相關(guān)標準進行建設(shè)的，可以提供全球國際搜救服務(wù)，其中6個衛(wèi)星有搜救載荷，還加了一個返向鏈路功能。這個返向鏈路就是一旦用戶遇到緊急情況需要搜救，只要地面搜救中心收到信息，會馬上告訴求助人收到他的信息，甚至?xí)嬷罱乃丫汝牼嚯x大概多遠，多長時間能夠搜救到他。這對被搜救的人來說，是個極大的心理安慰。
破解地面布站難題。衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)實現(xiàn)對地面用戶的服務(wù)，不僅要依靠天上的衛(wèi)星，還要依靠地面的運行控制系統(tǒng)，也就是通常所說的地面站，地面站要不斷對天上的衛(wèi)星進行軌道測量，對軌道位置進行確定，才能將精確的導(dǎo)航數(shù)據(jù)投入實際應(yīng)用。中國無法像美國那樣在全球建立地面站，“北斗三號”的另外一個創(chuàng)新設(shè)計，就是在衛(wèi)星和衛(wèi)星之間設(shè)計了星間鏈路。北斗系統(tǒng)不僅攻克了星間鏈路等160余項關(guān)鍵核心技術(shù)，還突破500余種器部件的國產(chǎn)化研制，實現(xiàn)了“北斗三號”衛(wèi)星核心器部件百分百國產(chǎn)化。
【“北斗+”全面開啟】
“北斗三號”全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)一系列的創(chuàng)新設(shè)計，讓北斗成為世界上功能最豐富的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，如今它已全面服務(wù)交通運輸、公共安全、減災(zāi)救災(zāi)、農(nóng)林牧漁、城市治理等各行各業(yè)。未來，北斗將與新一代通信、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新技術(shù)深度融合。大多數(shù)國產(chǎn)手機現(xiàn)在都已經(jīng)用上北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。把北斗芯片嵌入到汽車里，可以為未來的智能駕駛提供強有力的支持;嵌入到高鐵，可以為高鐵的穩(wěn)定運行提高效率;嵌入到農(nóng)業(yè)機械，可以提升農(nóng)業(yè)機械的運作水平、精細水平;嵌入到電力系統(tǒng)，可以讓電力系統(tǒng)時間同步更靠譜;嵌入到整個交通管理，可以為一個城市交通管理的實時監(jiān)控、疏導(dǎo)提供支撐。北斗能為各行各業(yè)提供強有力的支持。
2019年底北斗國產(chǎn)的兼容芯片、模塊銷量已經(jīng)突破了1億片，衛(wèi)星導(dǎo)航定位終端總銷量已經(jīng)突破了4.6億臺套，具有北斗兼容芯片的終端產(chǎn)品包含手機已經(jīng)超過了7億臺套，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)為之服務(wù)的企業(yè)單位數(shù)量，目前已經(jīng)有14000多家，從業(yè)人員已經(jīng)超過50萬了。建成了北斗全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，只是中國定位導(dǎo)航授時系統(tǒng)建設(shè)的一個逗號。下一步我們還要建設(shè)一個更加泛在、更加融合、更加智能的綜合時空體系，為國家經(jīng)濟社會的穩(wěn)定運行、長足發(fā)展，提供更加堅韌、更加連續(xù)、更加可靠、更加穩(wěn)健的定位導(dǎo)航授時體系。
