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奋斗二十六载!北斗“收官之星”成功发射,与 GPS 对决市场

2020-06-28 10:26

2020 年 6 月 23 日 9 时 43 分许,西昌卫星发射中心,搭载着北斗系统第 55 颗导航卫星暨北斗三号最后一颗全球组网卫星的长征三号乙运载火箭点火升空,北斗三号全球卫星导航系统星座部署终于全面完成。

回溯其历史,从确定战略至今已有近 30 个年头了。

20 世纪 80 年代,我国开始探索、建设卫星导航系统,确定了 “三步走”发展战略,主要是指:

北斗一号卫星导航系统:试验验证系统;

北斗二号卫星导航系统:区域导航定位系统;

北斗三号卫星导航系统:全球导航定位系统。

北斗一号系统的攻关研究,始于 1994 年。

经过几年努力,我国于 2000 年和 2003 年前后共发射了 3 颗地球静止轨道卫星,系统得以建成并正式投入使用。

中国自主卫星导航系统从 “无”到 “有”,美、俄的垄断地位被打破。

随后的 2004 年,第二代北斗开始了历史使命,如果说第一代北斗是伟大的尝试,那么第二代则做出了显著的改进。

2019 年 5 月 17 日,也像今天一样值得被记住——第 45 颗北斗卫星、北斗二号第 4 颗备份卫星搭载长征三号丙运载火箭成功发射,北斗二号导航系统建设圆满收官。

实际上,就在第二代北斗创造历史之际,第三代北斗的建设也于 2009 年拉开帷幕。

第三代北斗的高光时刻有二,一是 2018 年 11 月 19 日,长征三号乙运载火箭在西昌卫星发射中心 “一箭双星”,第 42、43 颗北斗卫星成功发射,北斗三号基本系统完成建设;二是今天,同一架运载火箭、同一个发射中心,北斗三号最后一颗全球组网卫星点火升空。

【图源央视新闻】

实际上,最后一颗组网卫星的发射还有一段小插曲。

该卫星的发射窗口原定于一周前的 6 月 16 日 10 时 11 分 - 10 时 50 分,但由于技术问题,任务宣布推迟。

消息一出,关注北斗的人们不免会担心、疑虑。雷锋网了解到,在人民日报的专访中,长征三号甲系列火箭副总设计师李聃给出了解答:

6 月 15 日晚,在进行负 12 小时发射前检查时,发现一处技术问题导致压力数据低于设计指标要求,问题排查工作开始,故障点也迅速找到。但航天人有一个最基本的原则,就是不带疑点加注,不带隐患上天。因此,经北斗工程指挥部慎重研究后决定推迟发射。

幸运的是,航天人的严谨保证了 “收官之星”的成功发射。

至此,始于 20 世纪 80 年代的我国卫星导航系统 “三步走”发展战略完美实现。

卫星上天,意义几何?

历经 26 载终于完成的全球卫星导航系统星座部署全面完成,究竟会带给我们多大的影响,还需从每一代北斗各自的表现说起。

北斗一号系统是主动式双向测距二维导航,能快速确定目标地理位置,向用户及主管部门提供导航信息。

2008 年汶川地震抗震救灾期间,救灾部队携带 1000 多台 “北斗一号”终端机,不断从前线发回灾情报告,为指挥部提供了重要信息支援。

但也正是受到这一工作原理的限制,北斗一号在定位时失去了无线电隐蔽性,不能满足军事需求;另外由于设备必须含发射机,其体积、重量、价格和功耗等有很大的提升空间;此外,北斗一号无法覆盖两极地区,赤道附近定位精度差。

北斗二号系统,虽然解决了上述不足,但也并非只是第一代的简单延伸,能够提供海、陆、空全方位的全球导航定位服务。

中国全球定位系统技术应用协会咨询中心主任曹冲研究员曾表示:

北斗二号就是国产 GPS,只要现在 GPS 应用的地方,我们的北斗二号就能应用。

值得一提的是,2005 年测量珠峰高程时,测量队进行 GNSS 卫星测量主要依赖的是 GPS 系统。而今年,测量同时参考了北斗、GPS、欧洲 GALILEO 和俄罗斯 GLONASS 四大全球导航卫星系统,并以北斗的数据为主,可见北斗的精度和可靠性完全不输 GPS。

在应用方面,北斗二号系统最典型的民用场景便是车载导航仪。

众所周知,GPS 车载导航仪占据着很大的市场份额,而「国产 GPS」的入局,必将改变这一局面,正如一位从业者所说:

只要市场是打开的,有充分的竞争,我们肯定是选择最优的性价比。

而北斗三号卫星导航系统主要提供两种服务:

开放服务:可在服务区中免费提供定位、测速和授时服务,定位精度为 10 米,授时精度为 50 纳秒,测速精度 0.2 米 / 秒;

授权服务:可向授权用户提供更安全的定位、测速、授时和通信服务,以及系统完好性信息。

如今,北斗全球组网成功收官,世界一流的卫星导航系统建成,将为全球用户提供连续、稳定、可靠的服务,满足全国乃至全球的社会经济发展需求,提高全球卫星导航系统的综合应用效益。

军用方面,目前北斗导航终端为北斗一号、北斗二号产品,2020 年下半年,军用北斗三代终端产品也将进入供货阶段。

民用方面,随着 5G 商用时代的到来,北斗必将广泛应用于各个行业、领域,从测绘、渔业、公安、农业、机械向智能网联汽车、民航、海洋观测等领域拓展的趋势也将出现。

从另一个层面看,北斗系统作为我国拥有自主知识产权和核心技术的重要系统,卫星单机和关键元器件国产化率为 100%。对此,航天科技集团五院北斗三号卫星总设计师陈忠贵表示:

对新基建来说,时间基准和空间位置基准是至关重要的基础,可以说,北斗导航系统是新基建的基建,基础的基础。

上古时代,人们通过北斗七星定方向、定季节、定时辰。今天,北斗与 5G、区块链、AI 等技术加速融合,北斗全球新时代也开始了。