弘缠院:26年59星!回望中国北斗的非凡之旅!北斗如何逆风翻盘?
2020年6月23日上午,由中国航天科技集团有限公司五院抓总研制的第55颗北斗导航卫星成功发射。随着该星进入预定工作轨道,北斗三号全球卫星导航系统星座部署全面完成。
20 世纪80 年代开始,我国开始探索适合国情的卫星导航系统发展道路,形成了"三步走"发展战略。自1994年北斗一号系统工程立项至今,我国用26年的时间实现了59颗北斗卫星的发射,其中,包括55颗北斗导航卫星和4颗北斗导航试验卫星。
20世纪60年代末的"灯塔计划",虽然最终因技术方向转型、财力有限等原因终止,但它却如同黑夜中的明灯,以十余年的设计和研制,为五院积累了宝贵的工程经验。
1983年,以陈芳允院士为代表的专家学者,提出了利用2颗地球同步轨道卫星来测定地面和空中目标的设想。经过大量理论和技术研究工作,双星定位系统概念逐步明晰。
1993年初,五院提出卫星总体方案,初步确定了卫星技术状态和总体技术指标。次年北斗一号系统工程立项,研制工作全面展开。
1999年,五院在全力研制北斗一号卫星的同时,开始了对第二代卫星导航定位系统的论证。2004年,北斗二号卫星工程正式立项研制。
2007年4月16日,首颗北斗二号卫星发射2天后,传回了清晰的信号,使我国卫星导航系统具备了获得空间频率资源的资格。此时,频率有效时间仅剩不到4小时。此后数年,北斗二号卫星发射连战连捷。
2012年12月27日,北斗卫星导航系统正式提供区域服务,成为国际卫星导航系统四大服务商之一。
2009年12月起,北斗三号研制团队在谢军、迟军、王平、陈忠贵等专家带领下加速冲刺,于2018年成功实现一年19星发射,在太空中刷新了"中国速度"。 今日之北斗,已取得史诗般的进步和成就。"三步走"的战略路径,从"梦想在望"变成"梦想在握"。
卫星导航系统对于一个国家有多重要?北斗的全球组网意味着什么?卫星导航系统的"首秀"是在海湾战争。1991年海湾战争沙漠风暴行动后,伊拉克军队撤退的道路旁众多的废弃车辆。以美军为主的多国部队在全球卫星定位系统GPS的带领下,迅速穿过被伊拉克军队视为禁地的沙漠地区,并对其形成包抄,打了对手一个措手不及。
1973年,美国开始研究GPS。由于建成最早。应用范围最广,GPS一度占据霸主位置。1993年,美国已实现24颗在轨卫星满星运行,分布在6个轨道面上,保证在地球的任何地方都可同时见到4至12颗卫星,地球上任何地点、任何时刻均可实现三维定位、测速和测时。几十年来,美国总共为GPS投入了约300亿美元。
苏联1976年开始组建格洛纳斯卫星导航系统,1995年时建成由24颗卫星组成的卫星星座,第一次实现卫星信号的全球覆盖。
2002年,欧盟批准建设伽利略卫星导航系统。2015年12月17日,欧洲伽利略卫星导航系统第11颗和第12颗卫星搭乘一枚俄罗斯"联盟"运载火箭从法属圭亚那库鲁航天中心发射升空。
我国从一个"缺"字当头——关键技术和设备短缺,卫星导航研究的人才短缺,经费也捉襟见肘,再到北斗全球组网的完成,一切艰辛与荣耀,尽在不言中。2007年,联合国将美国GPS、中国北斗、俄罗斯格洛纳斯、欧盟伽利略确定为全球四大导航系统。而且,北斗的各项技术也在不断更新之中。
现在,北斗已遍及我们生活的方方面面:世界主流手机芯片大都支持北斗系统,北斗系统正成为国内销售的智能手机的标配;共享单车配装北斗系统实现精细管理;支持北斗系统的手表、手环、学生卡,更加方便了人们的日常生活。
目前,国际主流全球导航卫星系统(GNSS)厂商都采用多系统共用模式,产品一般都支持两个或者更多的卫星导航系统,北斗三号在设计建造之初就已考虑对其他卫星导航系统的兼容性,用户可以在终端上接收多个信号。
北斗的大众规模化应用时代已经到来。作为战略性新兴产业,卫星导航定位市场已演变为每年价值近千亿美元的全球性产业链和战略合作关系。2017年我国卫星导航与位置服务产业产值达到2550亿元,同比增长20.4%。这一数字在2020年有望达到3400亿元至3500亿元。
当下,我国与其他国家的合作也在不断推进,国产北斗基础产品已出口120余个国家和地区,基于北斗的土地确权、精准农业、数字施工、智慧港口等,已在东盟、南亚、东欧、西亚、非洲等地得到成功应用。
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