中國自主導航之路　北斗衛(wèi)星“技驚四座”

2012年10月25日，隨著第十六顆北斗導航衛(wèi)星的成功發(fā)射，中國完成整個區(qū)域導航系統(tǒng)空間段建設，經過一段時間的在軌測試后，將正式提供覆蓋亞太大部分地區(qū)的服務。深邃的太空中，中國人用智慧和汗水下了屬于自己的星座。舉國為之振奮，萬眾為之歡騰!

回顧過去十余年的研制歷程，北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)承擔著提高綜合國力的重大使命，伴隨著中國的成長歷程，自力更生，一路披荊斬棘，闖出了一條中國式自主導航之路。

誕生： 在看不見硝煙的戰(zhàn)爭中走出的“北斗”

在提出利用衛(wèi)星進行導航定位的設想方面，中國是與世界同步的。美國的GPS是在上世紀60年代開始起步的，幾乎在同一時段，中國就開始了自己的衛(wèi)星導航系統(tǒng)設計，取名為“燈塔”，但是由于國家財力等原因，工程擱淺。1983年，“兩彈一星功勛獎章”獲得者、中國科學院院士陳芳允提出了雙星定位設計方案，基于此方案，我國開始積極地立項論證。1994年，經國務院和中央軍委批準，北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)建設的大幕正式拉開。

當時，世界各大國都高度認識到自主開發(fā)衛(wèi)星導航系統(tǒng)的重要意義，美國和俄羅斯分別開發(fā)了GPS和格洛納斯衛(wèi)星導航系統(tǒng)，歐盟則致力于建設獨立的伽利略系統(tǒng)，印度、日本也在積極謀求建設獨立自主的衛(wèi)星導航系統(tǒng)。要有自主的衛(wèi)星導航系統(tǒng)，是各大國不約而同達成的共識。衛(wèi)星導航系統(tǒng)作為國家安全和社會發(fā)展不可或缺的信息基礎設施，是大國地位和綜合國力的重要標志?？臻g資源緊張，爭奪十分激烈，各大國之間的角力，無疑是一場看不見硝煙的戰(zhàn)爭。

中國基于自身實際，創(chuàng)造性地提出了北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)建設發(fā)展的總體思路：“先區(qū)域”再“全球”，采取“三步走”的發(fā)展戰(zhàn)略。第一步，建立北斗衛(wèi)星雙星定位試驗系統(tǒng)，形成區(qū)域有源定位與導航服務能力;第二步，完成三種軌道十余顆衛(wèi)星的發(fā)射，建成區(qū)域導航系統(tǒng)，形成區(qū)域無源服務能力，向亞太地區(qū)提供定位、導航、授時以及短報文通信服務;第三步，建成由5顆靜止軌道衛(wèi)星和30顆非靜止軌道衛(wèi)星組成的覆蓋全球的北斗全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)，形成全球無源服務能力。實現(xiàn)獨立自主、開放兼容、技術先進、穩(wěn)定可靠、國際一流、具有中國特色北斗導航系統(tǒng)建設的目標。

亮劍：北斗衛(wèi)星定位試驗系統(tǒng)“技驚四座”

經歷了緊鑼密鼓的研制，2000年10月31日，北斗定位衛(wèi)星01星發(fā)射，11月6日成功定點;2000年12月21日02星發(fā)射，12月26日成功定點。兩顆衛(wèi)星順利完成在軌性能測試，性能參數(shù)滿足研制任務要求。經過近3年的調試、測試和試運行，2003年12月15日，中國第一代衛(wèi)星導航系統(tǒng)正式開通運行，成為繼美國的GPS和俄羅斯的格洛納斯系統(tǒng)之后，全球第三個建成并投入使用的衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)，舉世為之震驚。

北斗衛(wèi)星定位試驗系統(tǒng)具有鮮明的“中國特色”，利用兩顆地球靜止軌道衛(wèi)星實現(xiàn)區(qū)域導航定位屬于世界首創(chuàng)。專家介紹，北斗雙星導航定位試驗系統(tǒng)是一個創(chuàng)新的、成功的、實用的、投資很少的初級起步系統(tǒng)，該系統(tǒng)的建立，解決了我國衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)有無的問題，“快、好、省”的邁出了我國衛(wèi)星導航系統(tǒng)建設的重要一步，對于推動國防和國民經濟建設起到了重要的作用。

該系統(tǒng)具有三大功能：一是快速確定用戶所在的地理位置，向用戶及主管部門提供導航信息;二是為用戶與用戶、用戶與地面指揮中心之間提供雙向簡短報文通信服務，用戶可以一次傳送120個漢字的短報文信息;三是向用戶定時發(fā)播授時信息，為用戶提供時差修正值。

北斗衛(wèi)星導航定位試驗系統(tǒng)目前已經廣泛應用于交通運輸、通信、電力、金融、氣象、海洋、水文監(jiān)測等等各個方面，該系統(tǒng)還為公務用車監(jiān)管提供了新的途徑，取得了明顯的效益。

從北斗衛(wèi)星雙星導航定位試驗系統(tǒng)建設之初起，該系統(tǒng)就被定位為一個驗證技術、積累經驗的試驗性工程。在北斗雙星導航定位系統(tǒng)的建設中，進行了大量的新技術的試驗驗證，從而為下一代導航衛(wèi)星網絡的建設部署進行了技術上的準備。

噴?。好芗M網建設北斗衛(wèi)星區(qū)域導航系統(tǒng)

北斗衛(wèi)星導航定位試驗系統(tǒng)雖然實現(xiàn)了我國衛(wèi)星導航定位劃時代的進步，但也存在一些問題，如，覆蓋范圍有限、定位的精度不夠高、用戶數(shù)量受到限制、不適用于高速移動的用戶等。因此，建設由多顆衛(wèi)星組成，具備無源定位、測速和授時功能，同時實現(xiàn)兼顧北斗衛(wèi)星試驗系統(tǒng)的雙向簡短數(shù)字報文通信、位置報告功能的北斗衛(wèi)星區(qū)域導航系統(tǒng)迫在眉睫。

2004年，建設北斗衛(wèi)星導航區(qū)域系統(tǒng)的工程正式立項，開始了全面啟動工作。

2007年4月14日，我國北斗衛(wèi)星區(qū)域導航系統(tǒng)的第一顆衛(wèi)星，也是首顆中圓軌道衛(wèi)星發(fā)射成功，拉開了北斗區(qū)域導航系統(tǒng)建設的序幕。

2010年的連續(xù)密集發(fā)射，為北斗衛(wèi)星區(qū)域導航系統(tǒng)增加了5個“新成員”。當2011年4月第八顆北斗導航衛(wèi)星在太空安家后，北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)構成了“3+3”的星座構型(包括3顆同步靜止軌道衛(wèi)星和3顆傾斜同步軌道衛(wèi)星)，這標志著北斗區(qū)域衛(wèi)星導航系統(tǒng)的基本系統(tǒng)建設完成，具備了向我國大部分地區(qū)提供初始服務的能力。

隨著2011年7月27日和12月2日，第九顆和第十顆北斗導航衛(wèi)星“落戶”傾斜同步軌道，有效提高了系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。2011年12月27日上午，國務院新聞辦正式發(fā)布，北斗衛(wèi)星區(qū)域導航系統(tǒng)開始試運行，向中國及周邊地區(qū)提供連續(xù)的、免費的導航定位和授時服務。

2012年，北斗衛(wèi)星區(qū)域導航系統(tǒng)再次迎來5星密集發(fā)射期，其中，第十二、十三顆衛(wèi)星以及第十四、十五顆衛(wèi)星均為一箭雙星發(fā)射。此次第十六顆北斗導航衛(wèi)星成功發(fā)射，一段時間的在軌測試后，將正式提供覆蓋亞太大部分地區(qū)的服務。

積蓄：以北斗衛(wèi)星全球導航系統(tǒng)展開巔峰對決

在空間資源的角逐中，中國人以區(qū)域導航系統(tǒng)部署了無處不在的向導，起步雖比美國GPS晚了20年，卻以強勁的勢頭迎頭追趕，“后起之秀”令世界為之震驚。

在北斗導航系統(tǒng)的建設過程中，中國航天科技集團公司五院北斗研制隊伍堅持自主創(chuàng)新，聚焦建設國際一流導航系統(tǒng)的目標，不畏艱難險阻，勇敢迎接挑戰(zhàn)，通過技術攻關和工程實踐，先后攻克了12項關鍵技術，突破了40多項專業(yè)技術，填補了數(shù)十項技術空白，探索了一條科學組織航天器組批研制生產的新模式，為北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的建設和今后的可持續(xù)發(fā)展奠定了堅實的技術基礎，樹立了建設創(chuàng)新型國家的光輝典范。同時，充分利用北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)所獨有的導航、通信相結合的服務特色，實現(xiàn)了在各個領域的廣泛應用，實現(xiàn)了邊建設、邊發(fā)展、邊應用的良好局面。經過北斗衛(wèi)星導航定位試驗系統(tǒng)幾年的發(fā)展，到北斗衛(wèi)星區(qū)域導航系統(tǒng)的建成，其巨大的應用潛力和作用逐步被國內用戶所認可。

最為關鍵的是，經過十幾年來的工程實踐，大量的工程管理和技術人員得到了鍛煉，一個以中青年人為骨干的航天器工程研制生產和航天技術應用人才隊伍活躍在導航衛(wèi)星研制和應用的舞臺，同時，也為衛(wèi)星導航系統(tǒng)的未來發(fā)展提供了雄厚的人才保障。

今后，我國將突破以星座組網、高精度時空基準、星座自主運行為主要特征的關鍵技術，發(fā)射多顆導航衛(wèi)星，于2020年，建成北斗衛(wèi)星全球導航系統(tǒng)。屆時，北斗導航系統(tǒng)服務范圍將覆蓋全球，導航定位精度、系統(tǒng)安全性能將提高，短報文通信功能也將進一步改善。

目前，為實現(xiàn)北斗衛(wèi)星全球導航系統(tǒng)的組網目標，研制隊伍正在緊張的研制過程中。中國正厲兵秣馬，積極備戰(zhàn)未來的“巔峰對決”。