獨立的衛(wèi)星導航系統(tǒng)，是政治大國、經(jīng)濟大國的重要象征。

從1994年立項到2000年建成北斗一號系統(tǒng)，從2012年開始正式提供區(qū)域服務到2020年服務全球……26年間，中國北斗人始終秉承航天報國、科技強國的使命情懷，探索出一條從無到有、從有到優(yōu)、從有源到無源、從區(qū)域到全球的中國特色發(fā)展道路，從而使我國成為繼美國、俄羅斯之后世界上第三個擁有自主全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)的國家。

2020年7月31日，北斗三號全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)正式建成開通。它的建成開通，是國之大事喜事，很多人笑著笑著就哭了。當中，很多工程開創(chuàng)階段時的科研人員，早已白發(fā)蒼蒼，但他們在建設北斗系統(tǒng)過程中孕育出來的“自主創(chuàng)新、開放融合、萬眾一心、追求卓越”的新時代北斗精神，已成為 “兩彈一星”精神、載人航天精神的血脈賡續(xù)，不斷激勵著新時代北斗人繼續(xù)前行。

前無古人的“中國道路”

在我國籌建北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)之時，世界上已經(jīng)建成全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)。

起初，我們也想學習效仿其他國家，可是在這個過程中遇到了一些難題。國家安全利益高于一切，所以，北斗系統(tǒng)必須自主可控。

要想在地球上任何地點任何時間實現(xiàn)定位導航，就得保證用戶在地球上任何地點任何時間至少“看到”4顆定位導航衛(wèi)星。GPS全球系統(tǒng)就是由24顆工作衛(wèi)星組成的。

當時，我國底子薄，不可能“一步建全球”。1983年，“863計劃”倡導者之一陳芳允院士，創(chuàng)造性地提出“雙星定位”構想。這一方案，能以最小星座、最少投入、最短周期實現(xiàn)“從無到有”。

后來，北斗系統(tǒng)首任工程總設計師孫家棟院士，進一步組織研究提出“三步走”發(fā)展戰(zhàn)略，決定先建試驗系統(tǒng)，然后再建區(qū)域系統(tǒng)，最后建成全球系統(tǒng)。

1994年1月10日，國家批準北斗一號立項。6年后，我國建成北斗一號系統(tǒng)，正式成為世界上第三個擁有自主衛(wèi)星導航系統(tǒng)的國家。

太空本無路，但中國北斗人硬是闖出了一條具有鮮明特色的中國道路。

獨樹一幟的“中國方案”

2004年，我國正式啟動北斗二號工程建設。

中國北斗人仍然沒有采取其他全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)的單一軌道星座構型，又一次獨樹一幟地選擇了混合星座的特色發(fā)展之路，在國際上首創(chuàng)以地球靜止軌道和傾斜地球同步軌道衛(wèi)星為骨干、兼有中圓地球軌道衛(wèi)星的混合星座。

對于以服務亞太地區(qū)為主的北斗二號來說，這種“混搭”組合可以用最少衛(wèi)星數(shù)量實現(xiàn)最好覆蓋效果，而使用的高軌衛(wèi)星的抗遮擋能力更強，尤其在低緯度地區(qū)性能特點更為明顯。此外，混合星座還可以提供多個頻點的導航信號，能夠通過多頻信號組合使用等方式提高服務精度。

“混合星座是國際首創(chuàng)?！敝袊倍沸l(wèi)星導航系統(tǒng)工程總設計師、中國工程院院士楊長風說。

深邃夜空，斗轉星移。

2007年4月14日，第一顆北斗二號衛(wèi)星成功發(fā)射升空，我國正式進入到北斗二號區(qū)域布網(wǎng)時代。至2012年10月25日，我國在5年半的時間內先后將16顆北斗二號衛(wèi)星送入太空。

又兩個月后的12月27日，我國正式宣布：自今日起，北斗系統(tǒng)在繼續(xù)保留北斗衛(wèi)星導航試驗系統(tǒng)（北斗一號）有源定位、雙向授時和短報文通信服務基礎上，向亞太大部分地區(qū)正式提供連續(xù)無源定位、導航、授時等服務，這標志著我國北斗二號區(qū)域衛(wèi)星導航系統(tǒng)建成并開始正式提供區(qū)域服務。

中國智慧的“獨門絕技”

與其他全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)相比，2020年7月31日正式建成開通的北斗三號全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)確實有自己的“獨門絕技”：除提供全球定位導航授時服務外，還能提供短報文通信、星基增強、國際搜救、精密單點定位、地基增強等多樣化服務，能更好地滿足用戶的多元化需求，是名副其實的“多面手”。

特別是短報文服務，其他衛(wèi)星導航系統(tǒng)用戶只能知道“我在哪”，北斗用戶不但自己知道“我在哪”，還能告訴別人“我在哪”“在干什么”，開創(chuàng)了通信導航一體化的獨特服務模式。

“在其他通信手段失效的情況下，北斗短報文通信可以成為傳遞求救信息、拯救生命的最后保險?！敝袊l(wèi)星導航系統(tǒng)管理辦公室主任、北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)工程副總設計師冉承其說。

如今，北斗三號將這一特色服務的功能進行了大幅升級拓展，其中，亞太區(qū)域通信能力可達到每次14000比特（1000漢字），既能傳輸文字，還可傳輸語音和圖片，區(qū)域短報文通信能力一次提高近10倍，每次支持用戶數(shù)量從50萬提高到1200萬。此外，全球短報文通信能力每次可達到560比特（40個漢字）。

星間鏈路技術讓衛(wèi)星之間可以互相通信，是北斗三號實現(xiàn)自主導航的關鍵。這是因為，北斗系統(tǒng)的運行，需要地面站對衛(wèi)星進行檢測和信息注入，但有時衛(wèi)星并不在地面站可覆蓋的上空，而有了星間鏈路不僅實現(xiàn)了數(shù)十顆北斗衛(wèi)星相互間的通信和數(shù)據(jù)傳輸，還能相互測距，自動“保持隊形”，對運動至境外的衛(wèi)星進行“一站式測控”。

此外，北斗三號全球系統(tǒng)還可以提供星基增強、國際搜救、精密單點定位、地基增強等多樣化服務，能更好地滿足用戶的多元化需求。

我國北斗系統(tǒng)的標準服務精度在6米－10米之間，而更高精度服務則需要北斗增強系統(tǒng)來助力完成。目前，我國已建成北斗地基增強“全國一張網(wǎng)”，可在全國范圍內提供實時米級、亞米級精準定位服務。

2035年左右，我國將建成以北斗系統(tǒng)為基礎，更加泛在、更加融合、更加智能的國家綜合定位導航授時體系。楊長風說：“現(xiàn)在回過頭看，我們當時制定的北斗‘三步走’方案更符合中國國情，北斗的發(fā)展路線與星座方案設計充滿了中華民族實踐智慧和務實精神，為國際衛(wèi)星導航技術體系貢獻了中國智慧和中國方案?！?/p>

新華社記者 李國利