《時事報告》專訪于賢成會長|北斗:世界一流的衛星導航系統

2022-05-25 08:20:08來源:時事報告

奮進新征程 建功新時代︱北斗:世界一流的衛星導航系統
 
5月18日,中國衛星導航定位協會發布《2022中國衛星導航與位置服務產業發展白皮書》。數據表明,隨著北斗三號全球系統開通服務,進一步刺激和拉動了各行業對北斗衛星導航技術應用的需求和投入,2021年我國衛星導航與位置服務產業總體產值達到4690億元人民幣,繼續保持穩定高速增長態勢。
 
2020年7月31日,習近平總書記宣布:“北斗三號全球衛星導航系統正式開通!”我國獨立自主研發的全球衛星導航系統,成為第一個面向全球提供公共服務的重大空間基礎設施。20余載風雨兼程,從奮起追趕到并跑超越,中國北斗再次閃耀太空,邁入服務全球、造福人類的新時代。
 
中國北斗/ BeiDou Navigation Satellite System
 
 
 
必須有自己的衛星導航系統
 
對國家來說,導航系統就像是眼睛。掌握了時間和空間,就控制了一個國家最重要的基礎信息。早在20世紀70年代,“兩彈一星”的先驅們就認識到研發衛星導航定位系統的重要性,但當時國力尚不強盛,資金和技術上都有困難。“建立 自己的衛星導航系統,就意味著擁有獨立的時間、 空間基準,不再受制于人,這些對于保障國家安全、 促進經濟發展、提升科技實力和國家影響力都具有重要的戰略意義。”中國衛星導航定位協會會長于賢成說。
 
1994年,面對復雜多變的國際局勢,我國決定研發獨立自主的北斗衛星導航系統,而當時美國GPS、俄羅斯格洛納斯已經紛紛完成全球組網。怎么實現從無到有?如何追趕發達國家衛星導航布局的腳步?研發團隊面臨著巨大壓力。“北斗系統建設之初,差點兒因經費問題無法啟動,”于賢成介紹,“當時包括北斗系統在內,共有三個衛星項目要立項,但是另外兩個衛星項目已經獲批了,為了保住北斗一號,經過反復協商,最終決定將另外兩顆備份星資金用于北斗一號建設。”
 
要為別人指路,首先自己要走出一條路。為了滿足急需,把每個銅板都用在刀刃上,北斗系統首任工程總設計師孫家棟院士提出了符合國情的“三步走”發展戰略,即先建試驗系統、再建區域系統,最后建成全球系統。就這樣,北斗人不斷挑戰世界尖端技術,2000年完成北斗一號建設,解決了從無到有的問題;2012年北斗二號建成區域系統,覆蓋中國和亞太區域;2020年6月,北斗圓滿完成星座部署,一個多月后正式開通。我們實現了從中國的北斗到世界的北斗的跨越,探索出一條從無到有、從有到優、從有源到無源、從區域到全球的中國特色發展道路。
 

北斗導航衛星全球組網(示意圖) 
 
大國重器唯有自力更生
 
 
關鍵核心技術是花錢買不來的。北斗系統從正式啟動到最后一顆全球組網衛星成功發射,每個過程都驚心動魄,每次攻關都舉步維艱。
 
星載原子鐘是導航衛星的心臟,直接決定導航系統的服務精度、服務穩定性,是北斗研發所需的核心器部件。“因為國內部件尚未成熟,所以我們當時決定從歐洲進口,但簽訂合同后對方提出,必須取得對華銷售許可證,至于能否取得、何時獲得許可證,對方不作任何承諾。實際上就是禁運了,不賣給我們了。” 于賢成說。
 
買不到,就自己造。北斗工程組織隊伍,你追我趕,經過兩年艱苦攻關,我國終于研發出了自己的星載原子鐘,填補了國內空白,指標甚至優于國外?,F在用于北斗三號全球系統衛星上的原子鐘,已提升到每3000萬年才會出現1秒誤差的精度。
 
從北斗一號到北斗三號,“自主創新、自主可控”是北斗工程的核心價值。其他衛星不敢上,北斗就第一個“吃螃蟹”,硬著頭皮也要上。從北斗一號的太陽帆板做起,北斗系統先后攻克160余項關鍵核心技術,核心器部件百分之百國產化,核心技術完全自主可控。于賢成告訴記者,我國首創的全星座星間鏈路已經實現了星星互聯、星地互聯,一星通、星星通。換句話說,現在我們可以只依靠國內的地面站就實現對所有衛星的管理,即使看不見地球另一面的衛星,通過星間鏈路也同樣能和它們取得聯系。
 
從1994年到2020年,中國北斗已從雙星試驗系統發展成為全球衛星導航系統
 
 
 
北斗系統用20多年時間走過國外衛星導航40年的發展路程,靠的是什么?一是團結協作,二是攻堅克難。即便是在最艱難的時候,北斗人也從未被眼前的困難嚇倒。于賢成說:“‘自主創新’是北斗工程的核心價值,‘開放融合’是北斗工程的世界胸襟,‘萬眾一心’是北斗工程的重要法寶,‘追求卓越’是北斗人的精神追求。新時代北斗精神是幾代北斗人頑強拼搏、奮斗追夢的真實寫照,也激勵著北斗人繼續追求卓越。GPS 能做的事情,我們的國產系統也完全能不受制于人地做到。”
 
讓北斗更好惠及國內服務全球
 
天上好用,地上用好。北斗系統具備的導航定位授時和通信數傳等強大功能,可向全球用戶提供定位導航授時、全球短報文通信、區域短報文通信、國際搜救、星基增強、地基增強、精密單點定位等服務,廣泛應用于海內外各行各業。
 
基于定位系統,高鐵列車在區間內可以自動化運行。在泰國,北斗系統為快遞人員提供路線追蹤、定位和導航服務。納米級授時服務可確保智能電網、超高壓電力傳輸系統與接受系統精確同步??仆鼗诰軉吸c定位,應用高精度接收機,在建造摩天大樓施工過程中實現垂直方向毫米級測量誤差。
 
值得一提的是,北斗系統獨創的“短報文”技術,不僅讓北斗系統用戶知道“我在哪”,還能告訴別人“我在哪”“在干什么”,即使在海洋、沙漠或是通信基站遭到破壞的地方,也能與外界緊急通信。2008 年汶川大地震就是靠這一技術大幅提升救援效率。目前,全球半數以上國家都在使用北斗系統。北斗系統與美國、俄羅斯、歐洲衛星導航系統在用戶端功能上的兼容與互操作也進一步深化。新冠肺炎疫情發生以來,北斗系統通過線上推進了多項國際合作。
 
北斗應用于高鐵
 
 
根據《白皮書》最新數據,2021年,我國衛星導航與位置服務產業總體產值達到4690億元人民幣,較2020年增長16.29%。北斗正在成為智能手機、可穿戴設備等大眾消費產品定位功能標準配置。2021年,具有衛星導航定位功能的智能手機出貨量達到3.43億臺,北斗地基增強功能可實現1米級高精度定位,已經在我國多個城市開展車道級導航試點應用。同時,具備北斗三號短報文通信能力的大眾手機也即將面市。
 
國際主流芯片廠商的產品也廣泛支持北斗。截至2021年底,國產北斗兼容型芯片及模塊銷量已超過2億片,季度出貨量突破1000萬片,具有北斗定位功能的終端產品社會總保有量已超過12億臺/套(含智能手機)。
 
數據顯示,我國衛星導航與位置服務領域企事業單位總數量保持在14000家左右,從業人員數量超過50萬。截至2021年底,業內相關上市公司(含新三板)總數為90家,上市公司涉及衛星導航與位置服務的相關產值約占全國總體產值的8.7%左右。
 
同時,我國衛星導航與位置服務領域自主創新能力持續提升。2021年,中國衛星導航專利申請累計總量突破9.8萬件,繼續保持全球領先。隨著“北斗+”和“+北斗”的深化發展,北斗應用市場進一步擴大,尤其是在新基建和數字經濟政策有力拉動下,行業和區域的各種新應用、新業務、新模式呈現出蓬勃發展的良好局面。“十四五”時期,我國將進一步推動北斗應用深度融入國民經濟發展全局。
 
于賢成建議,“十四五”時期,在衛星導航相關方面要全面推動北斗優先使用,建立完善的產業監測統計體系和評估評價體系。“在‘十四五’期間研發生產一批‘北斗優先’的終端裝備,建設運行一批北斗應用系統,提供一系列時空信息服務,形成一批具有國際競爭力的骨干企業,服務國內和國際的海量用戶,使北斗應用生態更加完善,使北斗應用產業化邁上新臺階,更好惠及國內,服務全球。”

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