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北鬥衛星導航系統的建設現狀與發展

北鬥系統已全面服務於交通運輸、公共安全、救災減災、農林牧漁、城市治理等行業,融入電力、金融、通信等基礎設施,廣泛進入大眾消費、經濟享受和民生領域,深刻改變著人們的生產生活方式,產生了顯著的經濟效益和社會效益。據統計,我國衛星導航與位置服務業總產值自10年以來年均增長20%以上,2019年達到3450億元,2020年有望突破4000億元。

2020年7月31日,北鬥三號全球衛星導航系統建成開通儀式在人民大會堂舉行。這意味著中國自建、獨立運營的全球衛星導航系統全面建成並開放,中國北鬥進入了高質量服務全球、造福人類的新時代。

從創造性地提出“雙星定位”的構想,繪制“三步走”的發展藍圖,到在衛星導航頻段即將到期的最後時刻完成首次衛星發射,拿到進入全球衛星導航系統俱樂部的“入場券”,再到兩年多時間內用30顆衛星高密度發射18,完成全球組網,創造了全球衛星導航系統組網發射的新紀錄...

26年來,幾代北鬥人持續奮鬥,數十萬建設者匯聚壹堂,舉手之勞,壹次次刷新科技強國的“中國速度”,展示自主創新的“中國精度”,展示開放包容的“中國氣度”。

北鬥全球服務信號在看不見的時空裏傳播。整個世界星星點點,世界人民的手指和人生旅程,真正有了“中國北鬥”的指引和陪伴。

建立壹個全球衛星導航系統

提供壹個新的範例

由於起步晚,基礎薄弱,西方國家曾壹度認為不可能在中國獨立建設世界壹流的衛星導航系統。

20世紀90年代,美國GPS和俄羅斯GLONASS已經完成全球聯網,牢牢占據先發優勢,實現了“壹步建成世界”。此時國際形勢復雜多變,讓中國越來越意識到擁有自己的衛星導航系統對維護國家安全、促進經濟社會發展有多麽重要。

建設之初,曾有人問:美國GPS和俄羅斯GLONASS建設打下了好榜樣,北鬥系統是模仿復制的。這不是很簡單嗎?然而,這顯然不是壹個開卷命題。當時的國情要求中國走壹條不尋常的道路。

中國北鬥人探索出了符合中國國情的“三步走”戰略,走出了壹條從無到有、從有到優、從主動到被動、從區域到全球的中國特色發展道路,也為世界衛星導航貢獻了壹條新的發展道路。

1983,“兩彈壹星”創始人之壹、“863計劃”倡導者之壹的陳芳允院士創造性地提出了“雙星定位”的思想。這種方案可以用最小的星座、最少的投入、最短的周期實現“從無到有”。

後來,“兩彈壹星”創始人、北鬥系統工程首任總設計師孫家棟院士進壹步組織研究,提出了“三步走”發展戰略,決定先建設實驗系統,再建設區域系統,最後建設全球系統。

北鬥壹號實驗系統於2000年建成,使中國成為世界上第三個擁有自主衛星導航系統的國家。2012年建成北鬥二號區域系統,服務亞太地區。2020年,建成北鬥三號全球系統,開通全球服務。

北鬥系統用20多年的時間完成了其他全球衛星導航系統40多年的發展,成為繼美國GPS和俄國GLONASS之後的第三個全球衛星導航系統,處於世界先進水平。

與其他采用單軌道星座的全球衛星導航系統相比,北鬥系統獨樹壹幟,選擇走混合星座的特色發展道路。

北鬥二號系統充分繼承了北鬥壹號系統利用靜止軌道衛星實現區域導航定位的成功經驗,在國際上首創了以靜止軌道和傾斜地球同步軌道衛星為骨幹、中圓軌道衛星為輔的混合星座。

北鬥系統高級顧問、原項目副總設計師李祖宏表示,對於區域衛星導航系統來說,這種“混搭”組合可以用最少的衛星數量達到最佳的覆蓋效果,這壹點已經得到國際認可。

北鬥三號系統繼承和發展了“混合星座”,創造性地實現和應用了全星座“星間鏈路”新概念,構建了由中圓軌道24顆衛星、地球靜止軌道3顆衛星和傾斜地球同步軌道3顆衛星組成的全球衛星導航系統,為全球衛星導航系統建設提供了新範式。

強大的核心競爭力在於自主創新。

關鍵核心技術是用錢買不來的,自主創新的過程註定是艱辛的。在20多年的建設過程中,面對沒有自己的原子鐘和導航芯片實現全球服務、全球站建設困難等問題,北鬥人走出了壹條自主創新、追求極致的發展道路。

北鬥壹號系統解決了導航衛星最基本的問題,如太陽能電池板的供電和配電,實現了核心產品的國產化。

北鬥二號系統在國際上率先提出高中軌道混合星座新體制,攻克了以高精度星上原子鐘為代表的多項關鍵技術。

北鬥三號系統攻克了具有自主知識產權的星間鏈路、自主定軌等關鍵技術,建立了國產部件從研制、驗證到應用的工作體系,實現了北鬥導航衛星及關鍵部件單機國產化率100%。

可以說,北鬥系統的核心競爭力在於強大的自主創新系統能力和國家系統優勢,在創新中發展,在發展中提升。

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