□ 石豪
6月23日,我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功將北斗三號最后一顆組網(wǎng)衛(wèi)星送入預定軌道,這標志著北斗三號系統(tǒng)的全面建成,也標志著中國導航衛(wèi)星系統(tǒng)的“三步走”戰(zhàn)略圓滿完成。
從1983年“兩彈一星”元勛陳芳允院士提出雙星定位通信系統(tǒng)方案至今,中國北斗已從有源無高程定位發(fā)展到了有源無源結合的高時空精度定位,從雙星區(qū)域覆蓋升級到復合型星座全球覆蓋,在導航衛(wèi)星領域走出了令世界矚目的“中國道路”。
不過,北斗系統(tǒng)的發(fā)展也并非一帆風順。早在上世紀90年代,出于擺脫對美國GPS系統(tǒng)依賴等考慮,歐洲發(fā)達國家開始提出自己的導航星座方案,并最終發(fā)展了伽利略系統(tǒng)。這對于同樣致力于獲得全球導航定位能力的中國是一個利好,我國也曾經(jīng)投入重金,于2003年加入了伽利略項目。
但是,標榜民用的伽利略系統(tǒng)同樣無法擺脫西方政治的影響。在參與伽利略項目受阻后,中國加速了北斗系統(tǒng)的建設,成功研發(fā)了曾經(jīng)受制于人的星載原子鐘。我國在2000年申請的頻率,終于在2007年4月17日開始使用——離截止時間只有幾個小時,北斗系統(tǒng)從此駛入快車道。
在北斗系統(tǒng)的發(fā)展歷程中,自主創(chuàng)新一直是一條鮮明的主線。北斗三號創(chuàng)造性地采用了復合星座方案,以中圓地球軌道衛(wèi)星作為全球服務主力,以地球靜止軌道和傾斜地球同步軌道衛(wèi)星重點覆蓋亞太地區(qū)。這樣的設計結合了傳統(tǒng)導航星座和區(qū)域導航增強星座的優(yōu)勢,既能保證全球高精度覆蓋,又能進一步提升亞太重點地區(qū)的星座可用性和穩(wěn)定性,在全球導航系統(tǒng)中獨樹一幟。
在技術層面,北斗三號同樣實現(xiàn)了飛躍。對于中圓地球軌道衛(wèi)星平臺,研發(fā)團隊沒有保守畏難,在追趕世界領先水平的征程中敢于亮劍,拿出了桁架結構的全新導航衛(wèi)星專用平臺。這種先進承力結構的衛(wèi)星平臺承重比更高、拓展性更強,與上面級配合能夠實現(xiàn)“一箭雙星”甚至“一箭多星”的直接入軌,設計壽命提高到10年,綜合性能優(yōu)異。
北斗二號搭載了中國自研的第一代原子鐘,而在北斗三號上,我們已經(jīng)能夠同時為衛(wèi)星配備更強大的銣原子鐘和氫原子鐘。其中,新一代銣鐘體積更小、質量更輕,綜合水平已經(jīng)達到國際領先;而原理上更穩(wěn)定、更準確的氫鐘也實現(xiàn)了重大突破。在兩種原子鐘的加持下,北斗三號的可靠度更上一層樓。
基于星座自主運行和境外測控考慮,北斗三號衛(wèi)星搭載了Ka波段星間鏈路設備,實現(xiàn)了星間雙向精密測距與通信。相比于GPS的VHF波段鏈路和GLONASS的S波段鏈路,北斗三號技術更先進,傳輸速率更快,同時對波束的指向性要求也更高。Ka波段星間鏈路技術的突破,更為未來通信、導航、遙感一體化技術奠定了基礎。
大踏步創(chuàng)新,也傳承經(jīng)典。北斗三號與北斗一號、北斗二號一樣,同樣擁有短報文通信功能。在抗震救災中,北斗的短報文服務發(fā)揮了“生命鏈接”的作用。隨著全球組網(wǎng)的完成,北斗的“生命鏈接”將覆蓋全球,在災難救援、應急通訊等領域發(fā)揮重要作用。
縱觀中國北斗的發(fā)展歷程,我們不難發(fā)現(xiàn),堅持自主創(chuàng)新是北斗成功的關鍵,也是中國航天發(fā)展的關鍵。在北斗建設取得勝利之時,我們更要“煉內功”,堅決提高自身的科技實力,繼續(xù)向世界領先水平不斷努力。這樣,我們才能把命運牢牢掌握在自己手中,實現(xiàn)建設航天強國的偉大夢想。