6月23日9時(shí)43分，我國在西昌衛星發射中心用(yòng)長征三号乙運載火箭，成功發射北鬥系統第五十五顆導航衛星，暨北鬥三号最後一顆全球組網衛星，至此北鬥三号全球衛星導航系統星座部署比原計(jì)劃提前半年全面完成。
從(cóng)1994年啓動北鬥一号工(gōng)程建設後，26年時(shí)間，中國衛星導航系統建設實現(xiàn)飛(fēi)速跨越，我國陸陸續續打了(le)近60顆北鬥衛星，北鬥三号後期100%國産化。
此次發射的衛星是一顆地球靜止軌道(dào)（GEO）衛星，也(yě)是北鬥全球衛星導航系統星座部署的收官衛星。北鬥三号系統繼承了(le)有源定位和(hé)無源定位兩種技術體制，通過“星間鏈路”，即衛星與衛星之間連接“對(duì)話(huà)”，解決了(le)全球組網需要全球布站(zhàn)的問題。
北鬥三号在北鬥二号的基礎上(shàng)進一步提升性能(néng)、擴展功能(néng)，爲全球用(yòng)戶提供定位導航授時(shí)、全球短報(bào)文(wén)通信和(hé)國際搜救等服務，同時(shí)在中國及周邊地區(qū)提供星基增強、地基增強、精密單點定位和(hé)區(qū)域短報(bào)文(wén)通信服務。
“北鬥系統的建成，不光是航天強國的标志，是中國第一次爲全世界提供公共服務的産品，關鍵我們還是免費的。”中國衛星導航系統管理(lǐ)辦公室主任冉承其表示。
北鬥三步走：4+20+35
北鬥系統建設“三步走”是結合我國在不同階段技術、經濟發展實際提出的發展路線。
第一步即建設北鬥一号系統，實現(xiàn)衛星導航從(cóng)無到(dào)有。1994年，北鬥一号系統建設正式啓動。2000年，我國發射2顆地球靜止軌道(dào)（GEO）衛星，北鬥一号系統建成并投入使用(yòng)。
2003年，我國發射第三顆地球靜止軌道(dào)衛星，進一步增強系統性能(néng)。2007年，我國又發射1顆接續衛星。這(zhè)4顆北鬥一号衛星被稱爲北鬥導航試驗衛星。
目前北鬥一号衛星已全部退役，但(dàn)北鬥一号系統當初建成是邁出了(le)探索性的第一步，初步滿足了(le)中國及周邊區(qū)域的定位、導航、授時(shí)需求，使中國衛星導航系統實現(xiàn)了(le)從(cóng)無到(dào)有的跨越，中國成爲繼美(měi)國、俄羅斯之後第三個擁有衛星導航系統的國家。
當時(shí)衛星采用(yòng)的是有源定位體制，用(yòng)戶要發射信号，系統才能(néng)對(duì)其定位，這(zhè)個過程要依賴衛星轉發器，所以有時(shí)間延遲，且容量有限，滿足不了(le)高(gāo)動态的需求。不過，北鬥一号巧妙設計(jì)了(le)雙向短報(bào)文(wén)通信功能(néng)，這(zhè)種通信與導航一體化的設計(jì)是北鬥的獨創。
北鬥系統建設的步伐也(yě)并未就此停止。2004年，我國開(kāi)啓北鬥系統建設第二步。2007年4月14日，“北鬥二号”系統的第一顆衛星成功發射，此後衛星向下(xià)發送信号，中國正式啓用(yòng)了(le)申報(bào)的頻率資源，也(yě)正式拉開(kāi)北鬥系統建設帷幕。
北鬥二号系統創新性地構建了(le)中高(gāo)軌混合星座架構，最終一共打了(le)20顆衛星。其中3顆衛星已退役，2顆衛星爲備份。
北鬥二号系統的建成不僅服務中國，還可爲亞太地區(qū)用(yòng)戶提供定位、測速、授時(shí)和(hé)短報(bào)文(wén)通信服務。它在兼容北鬥一号有源定位體制的基礎上(shàng)，還增加了(le)無源定位體制。用(yòng)戶不用(yòng)自(zì)己發射信号，僅靠接收信号就能(néng)定位，解決了(le)用(yòng)戶容量限制，滿足了(le)高(gāo)動态需求。
2009年，第三步北鬥三号系統啓動建設，北鬥三号系統要架設“星間鏈路”，實現(xiàn)全球組網。按照目前工(gōng)程要求，到(dào)2020年，北鬥三号計(jì)劃發射30顆衛星，全面建成北鬥三号系統。
這(zhè)30顆衛星中，有3顆地球靜止軌道(dào)（GEO）衛星、3顆傾斜地球同步軌道(dào)（IGSO）衛星和(hé)24顆中圓地球軌道(dào)（MEO）衛星。随着各路衛星上(shàng)天，此前29顆衛星已進入軌道(dào)，完成在軌測試、在軌聯調。
不過，北鬥三号總共發射的衛星數量是35顆，因爲在正式開(kāi)展星座組網之前，北鬥三号還發射了(le)5顆試驗衛星進行技術驗證。
目前，北鬥全球衛星導航系統服務由北鬥二号系統和(hé)北鬥三号系統共同提供，2020年後将平穩過渡到(dào)以北鬥三号系統爲主，計(jì)劃到(dào)2035年以北鬥系統爲核心，建設更泛在、融合、智能(néng)的國家綜合定位導航授時(shí)體系。
國産原子鐘(zhōng)300萬年差一秒，北鬥三号後期100%國産化
中國航天科技集團五院北鬥三号工(gōng)程副總設計(jì)師、北鬥三号衛星首席總設計(jì)師謝(xiè)軍曾将衛星導航系統比喻成“太空(kōng)中的燈塔”。
“一個這(zhè)麽高(gāo)精度的太空(kōng)燈塔，你(nǐ)怎麽建立起來(lái)？位置誰來(lái)給測準？測準之後位置怎麽保證是穩定的，這(zhè)些(xiē)方面都是很(hěn)難的。”
北鬥系統建設發展曆程困難重重，國外(wài)的技術封鎖成爲當時(shí)制約北鬥衛星導航系統工(gōng)程建設的最大(dà)瓶頸。
計(jì)時(shí)裝置原子鐘(zhōng)是導航衛星的“心髒”。北鬥二号研制初期，我國本打算(suàn)從(cóng)國外(wài)引進核心器部件原子鐘(zhōng)，但(dàn)由于外(wài)方原因，最終沒能(néng)實現(xiàn)合作(zuò)。
“在那個時(shí)候，我們的北鬥二号工(gōng)程已經全面啓動了(le)，沒有核心的東西，我們的系統，我們整個的研制工(gōng)程就要受阻。”北鬥衛星導航系統工(gōng)程總設計(jì)師楊長風(fēng)表示，在當時(shí)的情況下(xià)，北鬥人堅定一種信念，“一定要拿出自(zì)己的原子鐘(zhōng)來(lái)。”
兩年時(shí)間，北鬥團隊攻克了(le)原子鐘(zhōng)這(zhè)一最大(dà)技術瓶頸。星載原子鐘(zhōng)的精度指标是幾乎10萬年才差一秒，讓人驚歎的是，如今北鬥系統星載原子鐘(zhōng)的精度已經提升到(dào)每300萬年差一秒。
如今北鬥系統采用(yòng)新型氫原子鐘(zhōng)、甚高(gāo)精度星載铷鐘(zhōng)以及原子鐘(zhōng)的無縫切換技術，這(zhè)項突破讓導航系統的時(shí)頻精度提高(gāo)了(le)一個數量級，性能(néng)完全滿足我國北鬥系統定位精度要求和(hé)衛星使用(yòng)壽命。
北鬥三号衛星的使用(yòng)期限由原來(lái)的8年，提升至10-12年，衛星壽命延長可減少備份衛星數量，保證長期穩定爲用(yòng)戶提供服務。
衛星導航系統是涉及國家安全、經濟社會(huì)發展的重要空(kōng)間基礎設施，是基礎設施中的支撐和(hé)基礎。
謝(xiè)軍表示，中國有能(néng)力也(yě)應該實現(xiàn)衛星導航系統及其核心部件自(zì)主可控國産化的目标。“北鬥三号後期的所有衛星上(shàng)應該說100%的産品都是國産化的。”
首次爲全球提供公共服務産品，我們是免費的
“北鬥系統的建成，不光是航天強國的标志，是中國第一次爲全世界提供公共服務的産品，關鍵我們還是免費的。”中國衛星導航系統管理(lǐ)辦公室主任冉承其說。
北鬥衛星導航系統提供的信号無時(shí)無處不在，其定位、導航、授時(shí)、全球短報(bào)文(wén)通信等功能(néng)在災害救援、智慧農(nóng)耕、資源調查等場景中得到(dào)廣泛應用(yòng)，還能(néng)測珠峰高(gāo)度。
漁業北鬥最早應用(yòng)領域之一。海上(shàng)通信手段匮乏、信息接收困難，如果漁船(chuán)安裝北鬥終端，就可以及時(shí)接收到(dào)漁政管理(lǐ)部門(mén)下(xià)發的台風(fēng)、雷雨大(dà)風(fēng)、海上(shàng)大(dà)霧等災害性天氣預警信息。
如果身處中國及周邊地區(qū)，使用(yòng)短報(bào)文(wén)一次還可發送1000個漢字。漁民可與周邊漁船(chuán)聯絡，遇險時(shí)實現(xiàn)及時(shí)自(zì)救和(hé)互救。
在冬小(xiǎo)麥收割季，無人駕駛小(xiǎo)麥收割機借助北鬥高(gāo)精度定位，加入傳感器和(hé)控制器，可實現(xiàn)收割規範準确。
在作(zuò)業前設定好(hǎo)作(zuò)業距離、耕作(zuò)面積等參數後，北鬥無人自(zì)動駕駛輔助系統可引導農(nóng)機進入自(zì)動作(zuò)業模式，行距誤差小(xiǎo)，有助于提高(gāo)土地使用(yòng)率、減少機手作(zuò)業強度、提高(gāo)作(zuò)業效率，确保農(nóng)田作(zuò)業的标準化、精準化。
今年5月，北鬥系統還在珠峰高(gāo)程測量項目中首次亮(liàng)相。2020珠峰高(gāo)程測量登山隊5月27日成功登頂世界第一高(gāo)峰珠穆朗瑪峰。
在峰頂，GNSS（全球導航衛星系統）接收機能(néng)通過衛星獲取平面位置、峰頂雪面大(dà)地高(gāo)等信息，而大(dà)地高(gāo)與海拔之間有一定換算(suàn)關系。
2005年時(shí)，GNSS衛星測量主要依賴美(měi)國GPS系統。今年中國同時(shí)參考美(měi)國GPS、歐洲伽利略、俄羅斯格洛納斯和(hé)中國北鬥這(zhè)四大(dà)全球導航衛星系統，并以北鬥數據爲主。
登頂測量時(shí)，頂峰的GNSS接收機依托北鬥系統和(hé)珠峰地區(qū)以及外(wài)圍的GNSS監測網聯機同步觀測，同時(shí)還可監測相關地區(qū)的地殼運動。
今年全國兩會(huì)期間，楊長風(fēng)表示，目前世界上(shàng)已有半數以上(shàng)國家使用(yòng)上(shàng)我們的北鬥，“今年我們的全球系統建成以後，無論你(nǐ)在世界的任何角落，我們的北鬥都會(huì)向你(nǐ)提供滿意的服務。”
來(lái)源：澎湃新聞
