深邃夜空,斗轉(zhuǎn)星移。北斗星,自古為中華民族定方向、辨四季、定時辰,所以我國全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)以“北斗”命名。昔有指南針,今有北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)(以下簡稱“北斗系統(tǒng)”),這是中華民族創(chuàng)新智慧的跨越時空接力。
2020年7月31日,在參觀北斗系統(tǒng)建設(shè)發(fā)展成果展覽展示時,習近平總書記強調(diào),26年來,參與北斗系統(tǒng)研制建設(shè)的全體人員迎難而上、敢打硬仗、接續(xù)奮斗,發(fā)揚“兩彈一星”精神,培育了新時代北斗精神,要傳承好、弘揚好。
一年多以來,全球連續(xù)監(jiān)測評估系統(tǒng)實時測試表明,北斗三號全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)(以下簡稱“北斗三號全球系統(tǒng)”)連續(xù)穩(wěn)定運行,服務(wù)性能穩(wěn)中有升,系統(tǒng)性能指標先進,全球范圍實測定位精度水平方向優(yōu)于2.5米,垂直方向優(yōu)于5.0米;測速精度優(yōu)于0.2米/秒,授時精度優(yōu)于20納秒,系統(tǒng)連續(xù)性提升至99.998%。
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自主創(chuàng)新
“自主創(chuàng)新、開放融合、萬眾一心、追求卓越”的新時代北斗精神,排在第一位的是自主創(chuàng)新。
據(jù)中國工程院院士、北斗一號衛(wèi)星總設(shè)計師范本堯回憶,在我國開始規(guī)劃北斗藍圖時,歐美一些發(fā)達國家已經(jīng)完成了全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)布局。以我國當時的國情,不能再走歐美國家的老路,必須自主創(chuàng)新。
關(guān)鍵核心技術(shù)是買不來的,自主研發(fā)之路注定會遇到許多艱難困苦。北斗系統(tǒng)的自主創(chuàng)新過程更是如此,從北斗系統(tǒng)的“原子鐘”研發(fā)就可以管中窺豹。
星載原子鐘就如同一塊“手表”,為衛(wèi)星導航用戶提供精確的時間信息服務(wù)。原子鐘高精度的時間基準技術(shù)直接決定著系統(tǒng)導航定位精度,對北斗系統(tǒng)的重要性如同人的“心臟”。
“國外的技術(shù)封鎖,堅定了中國科研人員自力更生的信念?!敝袊こ淘涸菏俊⒈倍废到y(tǒng)工程總設(shè)計師楊長風說,從一開始中國科研人員就有了一個共識:核心關(guān)鍵技術(shù)必須要突破,不能受制于人。當時北斗人有這樣一句話:“六七十年代有原子彈,我們的北斗人一定要有我們自己的原子鐘?!?/p>
最終,這3支隊伍全都取得成功,自主研發(fā)的星載原子鐘達到國際先進水平,并實現(xiàn)“雙鐘”相互備份,衛(wèi)星可靠性和在軌壽命大幅提升。不僅如此,現(xiàn)在用在北斗三號全球系統(tǒng)衛(wèi)星上的原子鐘,其精度已提升到每300萬年才會出現(xiàn)1秒誤差,完全滿足了北斗系統(tǒng)的定位精度要求和衛(wèi)星的使用壽命。
缺少“中國芯”,一直是困擾我國高科技領(lǐng)域的一塊“心病”。對于北斗系統(tǒng)應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化來說,擁有國產(chǎn)北斗芯片,對于確保北斗系統(tǒng)的應(yīng)用安全和獲得產(chǎn)業(yè)發(fā)展主動權(quán)至關(guān)重要。
中國衛(wèi)星導航系統(tǒng)管理辦公室通過揭榜掛帥,組織國內(nèi)40余家單位,創(chuàng)新管理模式,打破中標項目終身制,通過多輪實物比測、產(chǎn)業(yè)化考核,成功研發(fā)了體積更小、功耗更低、精度更高的射頻系帶一體化導航定位芯片,從此北斗擁有了自己的“中國芯”。如今,國產(chǎn)北斗芯片工藝達到世界先進水平,性價比與世界主流產(chǎn)品相當,國產(chǎn)北斗兼容型芯片及模塊銷量達到億級規(guī)模,已在物聯(lián)網(wǎng)和消費電子等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。
回顧北斗系統(tǒng)這些年走過的歷程,在國際衛(wèi)星導航競技場上,北斗系統(tǒng)闖出了一條獨特的探索、鉆研、建設(shè)、發(fā)展之路。目前,北斗三號全球系統(tǒng)不僅攻克了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的星載原子鐘、星間鏈路、自主定軌等關(guān)鍵技術(shù),建立了國產(chǎn)器部件從研制、驗證到應(yīng)用的工作體系,實現(xiàn)衛(wèi)星核心器部件國產(chǎn)化率100%。
大國重器,必須靠自己。可以說,北斗系統(tǒng)的核心競爭力正在于其強大的自主創(chuàng)新體系能力和舉國體制優(yōu)勢,北斗人始終堅定不移地走在自主創(chuàng)新的道路上,讓中國創(chuàng)新閃耀蒼穹,服務(wù)全球,激揚起億萬人民同心共筑中國夢的磅礴力量。
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開放融合
北斗系統(tǒng)的發(fā)展既立足中國,又放眼世界。習近平總書記指出:“中國愿同各國共享北斗系統(tǒng)建設(shè)發(fā)展成果,共促全球衛(wèi)星導航事業(yè)蓬勃發(fā)展?!?/p>
今天,鑲嵌在聯(lián)合國全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)國際委員會LOGO上的四顆衛(wèi)星中,有一顆就代表著中國北斗?!爸袊谛l(wèi)星導航領(lǐng)域發(fā)揮出領(lǐng)袖和榜樣作用。”聯(lián)合國外空司前任司長馬茲蘭·奧斯曼博士說。
確實,北斗的開放融合,體現(xiàn)了中國始終秉持人類命運共同體的理念。中國將繼續(xù)積極務(wù)實地以最大的誠意與其他系統(tǒng)開展協(xié)調(diào)合作,為全球用戶提供更高性能、更加可靠和更加豐富的服務(wù)。
在2021年10月1日開幕的迪拜世博會上,名為“華夏之光”的中國館吸引了世界各國游客前來打卡?!氨倍废到y(tǒng)在中國館的精彩亮相,彰顯了北斗系統(tǒng)作為為全球民眾提供公共服務(wù)的空間基礎(chǔ)設(shè)施的重要意義,充分表達了中國愿同世界各國共享北斗系統(tǒng)建設(shè)成果、推動構(gòu)建人類命運共同體的發(fā)展理念?!敝袊l(wèi)星導航系統(tǒng)管理辦公室主任、北斗系統(tǒng)工程副總設(shè)計師冉承其說。
作為聯(lián)合國外空司全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)委員會認可的核心供應(yīng)商,北斗系統(tǒng)自建設(shè)之初,就堅持“開放、兼容”的發(fā)展原則,分別同美國、俄羅斯就北斗系統(tǒng)與GPS、格洛納斯系統(tǒng)(GLONASS)的系統(tǒng)間兼容與互操作簽署雙邊協(xié)議,與歐盟持續(xù)推動北斗系統(tǒng)與伽利略系統(tǒng)(Galileo)的兼容與互操作協(xié)調(diào)。
當前,多個衛(wèi)星導航系統(tǒng)并存的世界格局已經(jīng)形成,競爭與合作并行,多系統(tǒng)融合應(yīng)用成為重要的發(fā)展趨勢。
自2014年以來,中美建立了衛(wèi)星導航合作對話機制,設(shè)立了推進兼容與互操作聯(lián)合工作組,簽署了《北斗與GPS信號兼容與互操作聯(lián)合聲明》,實現(xiàn)兩系統(tǒng)射頻兼容。中國與歐盟成立了兼容與互操作工作組,共同為全球用戶提供更優(yōu)質(zhì)的衛(wèi)星導航服務(wù)。
2015年初,在中俄總理定期會晤委員會框架下,正式成立中俄衛(wèi)星導航重大戰(zhàn)略合作項目委員會,為兩系統(tǒng)深化合作奠定了堅實基礎(chǔ);中俄政府間簽署了《關(guān)于和平使用北斗和格洛納斯全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)的合作協(xié)定》等成果文件,兩系統(tǒng)優(yōu)勢互補、融合發(fā)展。
為了使衛(wèi)星導航更好地惠及民生福祉、服務(wù)人類發(fā)展進步,中國正積極推動與其他國家和地區(qū)共享北斗系統(tǒng)建設(shè)發(fā)展成果——中俄、中阿(盟)、中阿(根廷)、中巴、中沙、中伊(拉克)等雙邊合作協(xié)議相繼簽署,中阿北斗合作論壇、中非北斗合作論壇、中國—中亞北斗合作論壇等常態(tài)化合作機制和平臺相繼建立。北斗系統(tǒng)已在西亞、南亞、北非等國家得到成功應(yīng)用,在建筑施工、國土測繪、防災(zāi)減災(zāi)、應(yīng)急救援等多個領(lǐng)域發(fā)揮積極作用;北斗系統(tǒng)積極融入國際標準,先后進入民航、海事、移動通信、搜救衛(wèi)星等多個國際組織,多項支持北斗的國際標準發(fā)布,北斗正在隨著5G、民航、航海工業(yè)等走向全球。
知行合一,行遠自邇。秉持“中國的北斗,世界的北斗,一流的北斗”的發(fā)展理念,北斗系統(tǒng)積極履行“讓各國人民共享發(fā)展機遇和成果”的承諾。如今,北斗系統(tǒng)已經(jīng)進入全球產(chǎn)業(yè)化發(fā)展新時代,相關(guān)產(chǎn)品出口半數(shù)以上國家和地區(qū),向億級用戶提供服務(wù)。北斗人正以登高望遠的格局、堅定從容的自信和美人之美的胸襟,朝著全球化發(fā)展闊步前行。
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萬眾一心
天為棋盤星作子,北斗光華耀太空。北斗系統(tǒng)的締造,離不開背后數(shù)以萬計的科研人員的鉆研與探索。北斗系統(tǒng)按期成功建成,是中國特色社會主義集中力量辦大事制度優(yōu)勢的具體體現(xiàn),也是全體北斗人“萬眾一心”,精誠合作、協(xié)作奉獻的具體體現(xiàn)。
從幾十人的項目小組,到如今30萬人的團隊;從最初北斗一號的兩顆、三顆、四顆衛(wèi)星,到北斗三號全球系統(tǒng)覆蓋全球星座,27年過去,曾經(jīng)的年輕人60后、70后們,已漸生華發(fā)。今天,80后、90后們已經(jīng)挑起了大梁,北斗衛(wèi)星研制團隊有55%是35歲以下青年,所有型號總設(shè)計師、總指揮中將近一半人不到45歲,平均年齡比國外相關(guān)團隊年輕十幾歲。
“這一歷史過程的風風雨雨、酸甜苦辣,歷歷在目。在北斗團隊中,有國家‘兩彈一星’功勛獎?wù)?、‘共和國勛章’獲得者孫家棟院士,80多歲高齡時依然和年輕的研發(fā)人員一起摸爬滾打,也有無數(shù)中青年科研技術(shù)骨干力量。”作為親歷者,楊長風院士坦言,“這支隊伍既要繼承精益求精的科研精神,傳承豐碩的科研成果,同時也要大膽創(chuàng)新,突破既有的思維范式,大家萬眾一心,這是北斗工程的制勝基因?!?/p>
要知道,建設(shè)全球系統(tǒng)與區(qū)域系統(tǒng)相比,不是簡單的規(guī)模“擴容”,而是全面的整體“升級”,這對工程全線尤其是衛(wèi)星系統(tǒng)帶來空前挑戰(zhàn)。事前據(jù)專家論證測算,以我國當時的研制能力,如果仍由一家單位抓總研制,很難在2020年年底前完成30顆衛(wèi)星的研制生產(chǎn)。
為如期“交卷”,工程全線通過強化產(chǎn)品多家布局,特別是采取衛(wèi)星“雙總體”,讓兩個衛(wèi)星總體單位分別組織隊伍、同步抓總研制,為確保北斗三號全球系統(tǒng)快速高效組網(wǎng)發(fā)揮了重要作用。
2020年北斗收官發(fā)射正值疫情防控吃勁階段,多支試驗隊伍、數(shù)百名科技人員齊聚發(fā)射場,任務(wù)實施過程又一波三折。面對特殊嚴峻的形勢,總體層面精心做“統(tǒng)法”,統(tǒng)籌資源、統(tǒng)籌力量、統(tǒng)籌工作;各試驗隊一再做“減法”,把現(xiàn)場人員壓到最少、工作流程調(diào)到最簡、各類風險控到最?。话l(fā)射場全力做“加法”,加強防控措施、加大保障力度、加緊解決困難,齊心協(xié)力、共渡難關(guān),有效確保了發(fā)射任務(wù)和場區(qū)防疫“雙勝利”。
艱難困苦,玉汝于成。我國僅用了兩年半時間就實現(xiàn)了18箭30星高密度組網(wǎng)發(fā)射連戰(zhàn)連捷,北斗三號全球系統(tǒng)星座部署提前半年全面完成,刷新世界衛(wèi)星導航系統(tǒng)組網(wǎng)發(fā)射紀錄,彰顯了“中國速度”。
“積力之所舉,則無不勝也;眾智之所為,則無不成也?!北倍废到y(tǒng)的成功,離不開眾多無名英雄的付出。因為相同的夢想,為了同一個目標,建設(shè)者們從五湖四海來到了北斗工程。在這里沒有重要次要之分,沒有臺前幕后之別,400多家單位、30余萬科研人員共同努力、攻堅克難。
新時代北斗精神彰顯了團結(jié)協(xié)作、眾志成城的人民力量。被稱作“五千萬”工程的北斗工程,調(diào)動了千軍萬馬,經(jīng)歷了千難萬險,付出了千辛萬苦,正走進千家萬戶,也將造福千秋萬代。
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追求卓越
仰望星空,北斗環(huán)繞。北斗三號全球系統(tǒng)已成為我國迄今為止規(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)最緊密的巨型復雜航天系統(tǒng)。北斗系統(tǒng)工程技術(shù)卓越、運行服務(wù)卓越、工程實施管理卓越,體現(xiàn)了北斗人對“一流的北斗”的不懈追求。
“隨著最后一顆星的發(fā)射成功,北斗三號全球系統(tǒng)全面建成,北斗系統(tǒng)的功能和性能進一步提升,北斗應(yīng)用的規(guī)?;a(chǎn)業(yè)化和國際化將更上一層樓。”中國衛(wèi)星導航定位協(xié)會會長于賢成說,從區(qū)域應(yīng)用來講,北斗三號全球系統(tǒng)在中國及周邊地區(qū),所提供的增強服務(wù)、精密單點定位服務(wù)將為北斗高精度的泛在化應(yīng)用奠定堅實基礎(chǔ),可以更好地支撐如智能網(wǎng)聯(lián)汽車、無人系統(tǒng)等高精度應(yīng)用,同時有可能催生出更多的大眾高精度應(yīng)用需求。區(qū)域短報文通信服務(wù)容量的提升、通信能力的增強、使用功耗的降低,都將極大提升北斗短報文這一特色服務(wù)功能的應(yīng)用市場空間。而短報文與移動通信的結(jié)合,也將有望使短報文應(yīng)用在手機市場形成突破,從而開啟大眾規(guī)模化應(yīng)用之門。
“從全球范圍來講,北斗三號全球系統(tǒng)除提供更優(yōu)的定位、導航和授時服務(wù)外,還可以提供全球短報文服務(wù)和全球搜救服務(wù)等,從而真正實現(xiàn)‘中國的北斗,世界的北斗’?!比匠衅渲魅伪硎荆磥砦覈鴮⒗^續(xù)發(fā)揚“自主創(chuàng)新、開放融合、萬眾一心、追求卓越”的新時代北斗精神,秉持“中國的北斗、世界的北斗、一流的北斗”發(fā)展理念,2035年前建成更加泛在、更加融合、更加智能的國家綜合定位導航授時(PNT)體系,以持續(xù)發(fā)展的北斗系統(tǒng)為核心,構(gòu)建覆蓋天空地海、基準統(tǒng)一、高精度、高安全、高智能、高彈性、高效益的時空信息服務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施,為構(gòu)建人類命運共同體做出更大貢獻,服務(wù)全球,造福人類。
近年來,在北斗創(chuàng)新融合應(yīng)用方面取得了不少成果,“北斗+”“+北斗”應(yīng)用案例推陳出新,凸顯了北斗應(yīng)用產(chǎn)業(yè)發(fā)展強大的生命力。下一步,將繼續(xù)推動北斗與5G、物聯(lián)網(wǎng)、無人駕駛、人工智能、區(qū)塊鏈等新技術(shù)交叉融合,北斗系統(tǒng)應(yīng)用模式將會更加豐富。
斗轉(zhuǎn)星移,北斗前進的腳步?jīng)]有停止,創(chuàng)新發(fā)展的精神也不會停歇。正如楊長風院士所言:“不論走多遠,我們的初心永遠不會改變。從此,北斗將永遠走在‘為全人類提供導航服務(wù)’的路上?!?/p>
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