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北鬥衛星導航系統建設現狀與發展

北鬥系統已全面服務交通運輸、公***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、***享經濟和民生領域,深刻改變著人們的生產生活方式,產生顯著的經濟和社會效益。據統計,10年來,我國衛星導航與位置服務產業總體產值年均增長20%以上,2019年達3450億元,2020年有望超過4000億元。

2020年7月31日,北鬥三號全球衛星導航系統建成暨開通儀式在人民大會堂隆重舉行。這意味著,中國自主建設、獨立運行的全球衛星導航系統已全面建成開通,中國北鬥邁進了高質量服務全球、造福人類的新時代。    

從創造性地提出“雙星定位”構想、繪下“三步走”發展藍圖,到在衛星導航頻段即將逾期的最後時刻完成首次衛星發射、拿到進軍全球衛星導航系統俱樂部的“入場券”,再到兩年多時間18箭30星的高密度發射、完成全球組網,創造世界衛星導航系統組網發射新紀錄……

26年間,幾代北鬥人接續奮鬥、數十萬建設者聚力托舉,壹次次刷新了科技強國的“中國速度”,展現了自主創新的“中國精度”,彰顯了開放包容的“中國氣度”。

北鬥全球服務信號在無形時空傳播開來。寰宇蒼穹、星羅棋布,世界民眾的指端和人生旅程,真正有了“中國北鬥”的導引和陪伴。 

為建設全球衛星導航系統

提供全新範式

起步晚、底子薄,中國要獨立建成世界壹流衛星導航系統,曾被西方國家認為是不可能完成的任務。    

上世紀90年代,美國GPS、俄羅斯格洛納斯已完成全球組網,牢牢占據先發優勢,實現“壹步建全球”。此時,國際局勢復雜多變,讓我國愈發強烈地意識到,擁有自己的衛星導航系統對於維護國家安全、促進經濟社會發展是多麽重要。

在建設之初,有人曾問:美國GPS、俄羅斯格洛納斯建設已打好樣板,北鬥系統模仿復制,豈不簡單?但這顯然不是壹個開卷命題,當時的國情,要求中國只能不走尋常路。    

中國北鬥人探索了符合中國國情的“三步走”戰略,走出了壹條從無到有、從有到優、從有源到無源、從區域到全球的中國特色發展道路,也為世界衛星導航事業貢獻了新的發展路徑。

1983年,“兩彈壹星”元勛、“863計劃”倡導者之壹陳芳允院士,創造性地提出“雙星定位”構想。這壹方案,能以最小星座、最少投入、最短周期實現“從無到有”。

之後,“兩彈壹星”元勛、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“三步走”發展戰略,決定先建試驗系統、然後再建區域系統,最後建成全球系統。

2000年建成北鬥壹號試驗系統,使我國成為世界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,為亞太地區提供服務。2020年建成北鬥三號全球系統,開通全球服務。

北鬥系統用20多年走完其他全球衛星導航系統40多年的發展之路,成為繼美國GPS、俄羅斯格洛納斯之後,第三個建成的全球衛星導航系統,處於世界先進水平。

與其他全球衛星導航系統采取單壹軌道星座相比,北鬥系統獨樹壹幟,選擇走混合星座的特色發展之路。

北鬥二號系統充分繼承北鬥壹號系統用地球靜止軌道衛星實現區域導航定位的成功經驗,在國際上首創以地球靜止軌道和傾斜地球同步軌道衛星為骨幹,兼有中圓軌道衛星的混合星座。

北鬥系統高級顧問、原工程副總設計師李祖洪說,對於區域衛星導航系統而言,這種“混搭”組合可以用最少衛星數量實現最好覆蓋效果,已獲得國際認可。

北鬥三號系統繼承並發展了“混合星座”,創造性實現並應用全星座“星間鏈路”等全新理念,建成由24顆中圓軌道衛星、3顆地球靜止軌道衛星、3顆傾斜地球同步軌道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全新範式。

強大的核心競爭力在於自主創新

關鍵核心技術是花錢買不來的,自主創新的過程註定是艱苦的。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、全球建站困難等條件下實現全球服務等難題,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,如供配電的太陽帆板等,實現核心產品的國產化。

北鬥二號系統率先提出國際上首個高中軌道混合星座新體制,攻克了以高精度星載原子鐘等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,建立了國產器部件從研制、驗證到應用的工作體系,實現了北鬥導航衛星單機和關鍵元器件國產化率100%。

可以說,北鬥系統的核心競爭力正是在於其強大的自主創新體系能力和舉國體制優勢,並在創新中發展、在發展中提升。

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