本刊綜合

7月31日，北斗三號全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)正式開通?；厥讈砺?，北斗一號系統(tǒng)從無到有，北斗二號系統(tǒng)正式提供區(qū)域服務，北斗三號以昂揚的姿態(tài)走向世界……北斗蹚出了一條獨特的發(fā)展道路，在導航領域成就了一段波瀾壯闊的東方傳奇。

宇宙浩瀚，探索不止;北斗升空，服務全球。

7月31日，北斗三號全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)（下稱“北斗三號系統(tǒng)”）建成暨開通儀式在京舉行。這是中國第一個面向全球提供公共服務的重大空間基礎設施，也使得中國成為世界范圍內有能力提供全球導航定位服務的四大實體之一。

6月23日，伴著山呼海嘯般的巨響，北斗三號系統(tǒng)第55顆衛(wèi)星成功發(fā)射。作為北斗全球系統(tǒng)的“收官之星”，這顆衛(wèi)星的成功發(fā)射，標志著我國提前半年完成北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)星座部署。

過去，北斗星辰如宇宙中一座燈塔，指引著人類前行的方向;今后，北斗衛(wèi)星在浩瀚星空閃耀，將為全人類作出更大貢獻。宇宙浩瀚，探索不止;北斗升空，服務全球。

7月31日，北斗三號全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)（下稱“北斗三號系統(tǒng)”）建成暨開通儀式在京舉行。這是中國第一個面向全球提供公共服務的重大空間基礎設施，也使得中國成為世界范圍內有能力提供全球導航定位服務的四大實體之一。

6月23日，伴著山呼海嘯般的巨響，北斗三號系統(tǒng)第55顆衛(wèi)星成功發(fā)射。作為北斗全球系統(tǒng)的“收官之星”，這顆衛(wèi)星的成功發(fā)射，標志著我國提前半年完成北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)星座部署。

過去，北斗星辰如宇宙中一座燈塔，指引著人類前行的方向;今后，北斗衛(wèi)星在浩瀚星空閃耀，將為全人類作出更大貢獻。

北斗就在你我身邊

很多人知道我國發(fā)射了北斗衛(wèi)星，卻不清楚北斗早已經提供給人們使用，并向全世界開放。

如果你留心觀察，不難發(fā)現(xiàn)，你的智能手機總是能夠精準報時，幾乎不會像手表那樣，偶爾會“走快了”或是“走慢了”，幫助你“對表”的，正是北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)。

目前，全世界有四大全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)，即美國全球定位系統(tǒng)（GPS）、俄羅斯格洛納斯衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)（GLONASS）、歐洲伽利略衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)（GALILEO）、北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)（BDS）。除此之外還有區(qū)域系統(tǒng)及增強系統(tǒng)。目前影響力較大的就是上述四大系統(tǒng)。

南京航空航天大學航天學院教授康國華表示，“北斗”不僅僅是發(fā)射到天空的一顆顆衛(wèi)星，而是一個龐大的系統(tǒng)工程?？此七b不可及，其實與我們的生活息息相關。“從20世紀80年代開始，全世界都一直在用美國的GPS。有了北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)后，GPS在全球衛(wèi)星定位領域的絕對主導地位受到了挑戰(zhàn)，現(xiàn)在我們大部分手機都已開始采用北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)。”

北斗衛(wèi)星每一顆重約850千克，載荷重量為300千克，承載著3項功能——定位、授時和短報文?？祰A說，定位是導航的基礎，導航是定位的應用;定位是“告訴你在哪”，導航是“告訴你如何從現(xiàn)在所處的位置，去你想要去的地方”。

授時，顧名思義就是“給出準確的時間”，對一些儀器設備來說就是進行時間的校準，只要用了北斗授時功能，即使分布在全球不同地方，依然可以保持時間的“同步”?？祰A表示，時間同步是一個國家安全的保障，如高鐵、電網、計算機網絡通信等，都需要以“同步時間”作為基準。依靠北斗衛(wèi)星的精準定位，高鐵從時速350公里一次制動到停車，最后停準誤差能控制在10厘米之內。

短報文則是北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的獨有特色，與GPS接收機只能單向接收衛(wèi)星信號不同，北斗接收機不僅可以實現(xiàn)定位，而且可以類似手機收發(fā)短信，通過衛(wèi)星進行雙向的文字信息傳遞。

在2008年的汶川地震救援中，當時地面通信設施遭到嚴重破壞，救援部隊正是利用北斗短報文，發(fā)出了來自災區(qū)的第一條信息，將災情和受災位置準確地報告給救災搶險指揮部，發(fā)揮了巨大作用。而當時北斗一號系統(tǒng)的精度其實還不夠高，其雙向通信功能已經大顯神通，挽救了無數(shù)生命。

20多年織就一張“天網”

從20世紀80年代提出設想，到1994年北斗一號系統(tǒng)建設正式啟動，幾代北斗人經過多年的實踐探索，走過了北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)建設“三步走”的發(fā)展歷程。業(yè)內專家表示，北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)建設的“三步走”，是結合我國在不同階段技術、經濟發(fā)展實際提出的發(fā)展路線。

第一步，建設北斗一號系統(tǒng)，又叫北斗衛(wèi)星導航試驗系統(tǒng)，實現(xiàn)衛(wèi)星導航從無到有。

1994年，北斗一號系統(tǒng)建設正式啟動。2000年，我國發(fā)射2顆地球靜止軌道衛(wèi)星，北斗一號系統(tǒng)建成并投入使用。2003年，我國又發(fā)射了第3顆地球靜止軌道衛(wèi)星，進一步增強系統(tǒng)性能。北斗一號系統(tǒng)的建成邁出了探索性的第一步，初步滿足了中國及周邊區(qū)域的定位、導航、授時需求。

據了解，當時采用的是有源定位體制。即用戶需要發(fā)射信號，系統(tǒng)才能對其定位，這一過程要依賴衛(wèi)星轉發(fā)器，所以有時間延遲，且容量有限，滿足不了高動態(tài)的需求。但北斗一號系統(tǒng)巧妙設計了雙向短報文通信功能。北斗一號系統(tǒng)的建成使我國衛(wèi)星導航系統(tǒng)實現(xiàn)了從無到有的跨越。

第二步，建設北斗二號系統(tǒng)，從有源定位到無源定位，區(qū)域導航服務亞太。

2004年，北斗二號系統(tǒng)建設啟動。北斗二號系統(tǒng)創(chuàng)新構建了中高軌混合星座架構，到2012年，完成了14顆衛(wèi)星的發(fā)射組網。據了解，北斗二號系統(tǒng)在兼容北斗一號系統(tǒng)有源定位體制的基礎上，增加了無源定位體制。即用戶不用自己發(fā)射信號，僅靠接收信號就能定位，解決了用戶容量限制，滿足了高動態(tài)需求。

北斗二號系統(tǒng)的建成，不僅能服務中國，還可為亞太地區(qū)用戶提供定位、測速、授時和短報文通信服務。

第三步，建設北斗三號系統(tǒng)，實現(xiàn)全球組網。

2009年，北斗三號系統(tǒng)建設啟動。到2020年，完成30顆衛(wèi)星發(fā)射組網，全面建成北斗三號系統(tǒng)。這30顆衛(wèi)星中，有3顆地球靜止軌道衛(wèi)星、3顆傾斜地球同步軌道衛(wèi)星和24顆中圓地球軌道衛(wèi)星。

此次發(fā)射的北斗三號系統(tǒng)收官之星是一顆地球靜止軌道衛(wèi)星。經過一系列在軌測試入網后，它將和其他北斗衛(wèi)星一起提供定位導航授時和其他特色服務，北斗系統(tǒng)也將真正成為“世界的北斗”。

目前，北斗的服務由北斗二號系統(tǒng)和北斗三號系統(tǒng)共同提供，2020年后，將平穩(wěn)過渡到以北斗三號系統(tǒng)為主提供。

北斗系統(tǒng)對標世界一流

“北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的技術和能力水平，對標的是世界一流?！睋袊l(wèi)星導航系統(tǒng)管理辦公室相關負責人介紹，通過對之前29顆北斗三號衛(wèi)星的測試，系統(tǒng)能力已達到預期。北斗三號系統(tǒng)星座部署完成，是我國從航天大國邁向航天強國的重要標志。

北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)是我國著眼于國家安全和經濟社會發(fā)展需要，自主建設、獨立運行的全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)，最終目標是為全球用戶提供全天時、全天候、高精度的全球定位導航授時服務。北斗三號系統(tǒng)比北斗二號系統(tǒng)的服務能力提升約10倍，成為了全球最精準的衛(wèi)星導航系統(tǒng)之一。據中國航天科技集團五院北斗三號衛(wèi)星總設計師陳忠貴介紹，作為國之重器，北斗衛(wèi)星單機和關鍵元器件國產化率達到100%。

北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)工程總設計師楊長風說，北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)采用3種軌道衛(wèi)星組成了混合導航星座，這可以保證在全球任何位置、任何時間都可以給出精準的定位。與世界其他衛(wèi)星導航系統(tǒng)相比，北斗的高軌衛(wèi)星更多，抗遮擋能力強，尤其在低緯度地區(qū)性能優(yōu)勢更為明顯。而美國GPS、俄羅斯格洛納斯、歐洲伽利略等導航系統(tǒng)都基本分布在單一高度軌道上。

“處在中圓軌道的北斗衛(wèi)星，能夠繞著地球‘滿場飛，以求覆蓋到全球更廣闊的區(qū)域。處在地球靜止軌道的北斗衛(wèi)星，與地球自轉同步，便于實現(xiàn)區(qū)域服務。而位于傾斜地球同步軌道的北斗衛(wèi)星，則始終聚焦服務亞太地區(qū)?！标愔屹F說。

“北斗系統(tǒng)創(chuàng)新融合了導航與通信能力，北斗三號系統(tǒng)進一步提升了北斗獨有的短報文通信服務?！睏铋L風說，在應急情況下或是沒有移動通信信號的區(qū)域，裝有北斗短報文模塊的北斗終端可以通過短報文進行緊急通信。北斗三號系統(tǒng)的信息發(fā)送能力從原來的一次120個漢字，提升到一次1200個漢字。通信帶寬也進一步提升，從50萬用戶能力提高到500萬用戶。

中國衛(wèi)星導航系統(tǒng)管理辦公室相關負責人表示，衛(wèi)星導航系統(tǒng)作為面向全球用戶提供服務的空間基礎設施，信號在軌連續(xù)穩(wěn)定是重中之重。北斗三號系統(tǒng)完成全球組網后，將利用在軌衛(wèi)星、地面、用戶評估等海量數(shù)據，設計一體化智能管理的衛(wèi)星在軌技術支持平臺，確保北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的連續(xù)穩(wěn)定運行。

北斗賦能各行各業(yè)

隨著北斗三號系統(tǒng)的正式開通，北斗將如何推動生產方式變革和商業(yè)模式創(chuàng)新？又會為人們的生活帶來哪些便利？

“高大上”的北斗衛(wèi)星，已經不知不覺“飛入尋常百姓家”。楊長風透露：“在中國入網的智能手機里，已經有70%以上提供了北斗服務。”

如果仔細留意，其實不難發(fā)現(xiàn)，天上的北斗不僅與手機相連，我們日常生活中的很多地方都有它相伴。自2000年我國發(fā)射第一顆北斗導航試驗衛(wèi)星以來，歷經20年建設發(fā)展，北斗系統(tǒng)已經廣泛應用于國計民生各個領域。

當你還在為找不到共享單車或不確定哪里能停車而煩心，北斗衛(wèi)星提供的定位服務已經在幫你。哈啰出行數(shù)據算法首席科學家劉行亮表示，目前，全國超過360座城市的哈啰單車已全線適配北斗。每輛哈啰單車的智能鎖內均包含北斗定位裝置，智能鎖接收北斗衛(wèi)星信號，向哈啰數(shù)據中心發(fā)送車輛定位信息。

未來，“中國北斗”將進一步造福全球，也將更加廣泛而深刻地影響人們的生活。

中國衛(wèi)星導航系統(tǒng)管理辦公室有關負責人介紹，北斗系統(tǒng)在大眾服務領域發(fā)展前景廣闊。基于北斗的導航服務已被電子商務、移動智能終端制造、位置服務等廠商采用，廣泛進入中國大眾消費、共享經濟和民生領域，深刻改變著人們的生產生活方式。

在電子商務領域，國內多家電子商務企業(yè)的物流貨車及配送員，應用北斗車載終端和手環(huán)，實現(xiàn)了車、人、貨信息的實時調度;在智能穿戴領域，多款支持北斗系統(tǒng)的手表、手環(huán)等智能穿戴設備，以及學生卡、老人卡等特殊人群關愛產品不斷涌現(xiàn)，得到廣泛應用。

據統(tǒng)計，2019年我國衛(wèi)星導航與位置服務產業(yè)總體產值達3450億元。北斗與互聯(lián)網、大數(shù)據、人工智能等新技術的融合發(fā)展，正在構建以北斗時空信息為主要內容的新興產業(yè)生態(tài)鏈，并正在成為北斗產業(yè)快速發(fā)展的新引擎和助推器，推動著生產生活方式變革和商業(yè)模式的不斷創(chuàng)新。

經過多年發(fā)展，北斗已形成完整產業(yè)鏈，北斗基礎產品已實現(xiàn)自主可控，國產北斗芯片、模塊等關鍵技術全面突破，性能指標與國際同類產品相當。多款北斗芯片實現(xiàn)規(guī)模化應用，工藝水平達到22納米。

截至2019年底，國產北斗導航型芯片、模塊等基礎產品銷量已突破1億片，國產高精度板卡和天線銷量分別占國內市場30%和90%的份額。

中國航天科工集團所屬航天系統(tǒng)公司依托具有自主知識產權的高精度衛(wèi)星定位授時技術與自主研制的高精度多模衛(wèi)星導航芯片，為電信設備制造商、基礎設施管理部門、銀行和金融企業(yè)等提供高精度定位授時技術產品與服務解決方案。

該公司累計開發(fā)北斗多模導航芯片6代10余款，形成了高精度授時、差分定位和組合導航等多樣化產品型譜，已應用于交通、物流、司法、公安等眾多領域，年出貨量超200萬片。

小到一頂安全帽，大到交通運輸、農林牧漁……北斗系統(tǒng)已全面服務交通運輸、公共安全、救災減災、農林牧漁、城市治理等行業(yè)，融入電力、金融、通信等國家核心基礎設施建設。北斗在中歐班列運輸、京張高鐵建設運營、民用航空等方面得到應用，基于北斗的高精度服務在抗擊新冠疫情和南方水災中發(fā)揮積極作用，正在加速進入新基建，與新一代通信、區(qū)塊鏈、物聯(lián)網、人工智能等新技術深度融合，北斗應用新模式、新業(yè)態(tài)、新經濟不斷涌現(xiàn)。

在福建廈門220kV李林變電站建設現(xiàn)場，現(xiàn)場工作人員戴的安全帽和以往不同，帽檐下方多了許多小按鈕，這是集成了北斗高精度授時定位模組的安全帽。北斗高精度授時定位模組讓包括安全帽在內的一批傳統(tǒng)安全工具都擁有了強大功能。

工作人員介紹，安全帽還集成了包括一鍵拍照實時上傳功能，可讓后臺安全監(jiān)督人員第一時間了解現(xiàn)場施工情況，還有緊急狀態(tài)自動報警、一鍵求救、照明等許多實用的安全功能。

此外，我國電網設備分布廣泛，許多電力設施都在無通信公網地區(qū)，電網公司一線員工在這些地區(qū)進行電網建設或者巡檢作業(yè)時，往往缺乏有效的通信手段與后方人員取得聯(lián)系。

有了北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)，電網公司的員工在無通信公網地區(qū)作業(yè)時，只需要攜帶一個小小的“短報文通信終端”，通過藍牙與手機相連后，就可以讓普通的手機具備了發(fā)送北斗短報文的能力，將現(xiàn)場情況和位置信息發(fā)到后方人員的手機里。

在交通運輸方面，北斗系統(tǒng)廣泛應用于重點運輸過程監(jiān)控、公路基礎設施安全監(jiān)控、港口高精度實時定位調度監(jiān)控等領域。截至2019年底，國內超過650萬輛營運車輛、3萬輛郵政和快遞車輛，36個中心城市約8萬輛公交車、3200余座內河導航設施、2900余座海上導航設施已應用北斗系統(tǒng)。

在農林漁業(yè)方面，基于北斗的農機作業(yè)監(jiān)管平臺實現(xiàn)農機遠程管理與精準作業(yè)，服務農機設備超過5萬臺，精細農業(yè)產量提高5%，農機油耗節(jié)約10%。

在今年抗擊新冠肺炎疫情中，北斗也發(fā)揮了重要作用，在雷神山、火神山醫(yī)院建設的精準測繪中立下功勞。在救災減災車輛的運輸方面，北斗也提供了高精度的基準服務。

北斗翱翔星空，服務惠及全球。隨著系統(tǒng)一步步升級完善，北斗立足中國、放眼世界，不斷擴大服務覆蓋范圍，讓越來越多的國家體驗到“中國智慧”。

目前，北斗已開始向上百個“一帶一路”沿線國家提供服務，用戶數(shù)量達到“億級以上”水平。巴基斯坦的交通運輸、港口管理，緬甸的土地規(guī)劃、河運監(jiān)管，老撾的精細農業(yè)、病蟲災害監(jiān)管，文萊的都市現(xiàn)代化建設、智慧旅游，印尼的海上集成應用……北斗還分別與沙特、阿聯(lián)酋、埃及、突尼斯、阿爾及利亞等國家制定推進措施。

“服務全球、造福人類。北斗永遠在路上，建設在路上、應用在路上。北斗三號系統(tǒng)建成以后，我們已經著手下一代北斗建設發(fā)展?！敝袊l(wèi)星導航系統(tǒng)管理辦公室主任、北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)新聞發(fā)言人冉承其介紹，秉承“中國的北斗、世界的北斗、一流的北斗”發(fā)展理念，大力弘揚“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，2035年前將建成更加泛在、更加融合、更加智能的國家綜合定位導航授時體系，為未來智能化、無人化發(fā)展提供核心支撐。

應該如何理解國家綜合定位導航授時體系？它將有哪些絕活？

“北斗三號系統(tǒng)建成以后，我們已經著手下一代北斗建設發(fā)展。簡單來說，要在2035年前建設一個從室內到室外、深海到深空立體服務覆蓋更強、更安全、更可靠的系統(tǒng)?！比匠衅浣榻B，我國即將建設一個天基低軌星座系統(tǒng)，有望在2025年前建成，屆時全世界都會享受到北斗厘米級定位服務?！霸O想一下北斗在全球提供厘米級服務，這是多么大的成就?！?/p>

另外，衛(wèi)星導航有天然脆弱性，信號弱、容易被干擾，室內導航、水下導航會碰到很多困難。綜合定位導航授時體系（PNT體系）將以衛(wèi)星導航作為核心和基礎，融合各種現(xiàn)有技術，解決水下、室內導航信號弱問題，并將為火星等深空探測活動提供更好的導航服務。

冉承其表示，未來還要進一步推動衛(wèi)星導航和新興技術融合，比如5G、移動通信、大數(shù)據等一定會帶來新的更多模式、業(yè)態(tài)和經濟增長點。

“5G是未來移動通信的新標桿，隨著5G的到來，對時間和位置會提出更高要求。在目前可以認知的未來，只有衛(wèi)星導航系統(tǒng)能夠提供更高精度的位置和時間信息。所以，5G和北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)具有天然融合性?！比匠衅湔J為，北斗和5G、人工智能等新興技術的融合，一定會催生出新興產業(yè)、行業(yè)，帶來新的經濟增長點。（本刊綜合）