2019年4月20日，我國在西昌衛星發射中心用長征三號乙運載火箭，成功發射第44顆北鬥導航衛星。這是2019年度北鬥導航衛星的首次發射，拉開了全年北鬥高密度組網的序幕。這顆衛星是北鬥三號係統第20顆組網衛星。北鬥三號基本係統在2018年的12月份已經正式向“一帶一路”及全球提供基本導航服務，我國北鬥距離全球組網目標邁出了實質性的一步。 

　　回首來時路，我國北鬥走出了一條獨特的探索道路，在導航領域成就了一段波瀾壯闊的東(dong) 方傳(chuan) 奇。今天的節目，我們(men) 來聽聽北鬥導航衛星背後的研發故事。 

　　“北鬥工程”誕生之前，我國曾在衛星導航領域進行過探索和研製，也積累了一些寶貴經驗。但卻繞不開一個(ge) 實際的問題：我國的導航衛星到底走什麽(me) 樣的道路呢？所以，在確定科研目標之前，麵對國際導航技術競爭(zheng) ，我國站在了一個(ge) 十字路口上。 

　　1983年，以陳芳允院士為(wei) 代表的專(zhuan) 家學者提出了利用2顆地球同步軌道衛星，來測定地麵和空中目標的設想。通過大量理論和技術上的研究工作，雙星定位係統的概念也逐漸明晰了。 

　　接下來就要考慮：是一步跨到全球組網？還是分階段走？這在當時引發了不小的爭(zheng) 議。參與(yu) 了技術路線討論的北鬥一號衛星總設計師範本堯院士說：“係統一下建那麽(me) 大，需要大量的時間和資金。當時剛剛開放，用戶還是集中在國內(nei) 以及周邊，因此‘先區域、後全球’的技術途徑符合中國國情。” 

　　於(yu) 是，“先區域、後全球”的思路被確定下來，“三步走”的北鬥之路也由此鋪開。 

　　作為(wei) “第一步”，北鬥一號要“花小錢，辦大事”，驗證係統設計思想的正確性。1993年初，我國提出衛星總體(ti) 方案，初步確定了衛星技術狀態和總體(ti) 技術指標。到了1994年，北鬥一號係統工程立項，組建衛星團隊全麵展開研製工作。經過艱苦卓絕的關(guan) 鍵技術攻關(guan) 和重大故障的成功排除搶修，終於(yu) 在2003年建成北鬥一號係統，使我國成為(wei) 繼美、俄之後第三個(ge) 擁有自主衛星導航係統的國家。 

　　麵對快速增長的應用需求，在保留北鬥特色的同時，北鬥二號邁出了提升性能的“第二步”。 

　　2004年，北鬥二號正式立項研製。但建設過程中北鬥二號係統的“原子鍾”遇到了突發問題。原子鍾就像一塊“手表”，它用來給衛星導航用戶提供精確的時間信息服務。高精度的時間基準技術，直接決(jue) 定著係統導航定位精度，對整個(ge) 工程的重要性，就像人的心髒一樣。 

　　由於(yu) 當時國外的技術是封閉的，所以，這也堅定了我國科研人員自力更生的信念。北鬥衛星導航係統總設計師楊長風說道：“大家有了一個(ge) 共識，核心關(guan) 鍵技術，必須要突破，不能受製於(yu) 人。當時北鬥人有一句話，六七十年代有原子彈，我們(men) 的北鬥人一定要有我們(men) 自己的原子鍾”。 

　　為(wei) 了解決(jue) 原子鍾的技術難題，當時成立了三支隊伍同時開展研發，並且在基礎理論、材料、工程等領域同步推進。就這樣，僅(jin) 僅(jin) 用了兩(liang) 年的時間，科研團隊就攻克了原子鍾這個(ge) 最大的技術屏障。楊長風說，最後這三支隊伍，幹出來的東(dong) 西都上天應用了，而且比國外引進的效果還好，我們(men) 的水平確實已經是一種跨越。 

　　站在前兩(liang) 代衛星的肩膀上，北鬥的“第三步”邁得更加自信和堅定。2009年的12月份北鬥三號立項之後，開始嚐試衝(chong) 刺和領跑。到2012年的12月，北鬥係統已經麵向亞(ya) 太區域提供服務，成為(wei) 國際衛星導航係統四大服務商之一。並且在2018年完成10箭19星發射，創下世界衛星導航係統建設的新紀錄，在太空中再次刷新了“中國速度”。伴隨著星間鏈路、全球搜救載荷、新一代原子鍾這些新技術的閃耀登場，北鬥導航係統的整體(ti) 性能有了大幅提升。 

　　這裏提到的星間鏈路，我們(men) 可以簡單理解為(wei) 用於(yu) 衛星之間通信的鏈路。它可以實現衛星和衛星間的信息傳(chuan) 輸和交換；而全球搜救載荷，說的是在衛星上裝載國際搜救組織標準設備，可以為(wei) 全球用戶提供遇險報警和定位服務。例如，2018年9月，我國在西昌衛星發射中心用長征三號乙運載火箭，以“一箭雙星”方式成功發射的第三十七、三十八顆北鬥導航衛星，就首次加裝了全球搜救載荷。 

　　作為(wei) 國之重器，自主創新是北鬥工程的必經之路。秉承“探索一代，研發一代，建設一代”的創新思路，我國“北鬥”始終把發展的主動權牢牢掌握在自己手中。北鬥一號原創性地提出雙星定位的衛星實現方法，打破了國外技術壟斷，建立起國際上首個(ge) 基於(yu) 雙星定位原理的北鬥導航衛星試驗係統。 

　　北鬥二號也突破了區域混合導航星座構建、高精度時空基準建立的關(guan) 鍵技術，在國際上首次實現混合星座區域衛星導航係統。係統建成後，各項技術指標與(yu) GPS等國際先進水平相當。 

　　北鬥工程科研人員，至今還記得研製首顆北鬥二號衛星那段激情的歲月。根據國際電聯的規則，頻率資源是有時限的，過期就作廢了。但是就在緊要關(guan) 頭，又出現了新的問題。楊長風回憶起當時的情景，他說，“當時運載火箭已經上了發射塔架，進行第三次總檢查的時候，衛星應答機突然發生異常，應答機是天上、地下信號聯通的關(guan) 鍵。確保拿到頻率資源，要有這個(ge) 信號，於(yu) 是我們(men) 把應答機取出來進行修複。這時用來修複的時間隻剩下三天了。那三天，說句實在話，心情緊張、沉重、壓力也很大，72小時基本上沒合眼。” 

　　2007年4月14日4時11分，這顆肩負著重要使命的北鬥衛星起飛了，並且在4月17日成功傳(chuan) 回了信號。此時，距離國際電聯的空間頻率失效隻剩不到4個(ge) 小時。正是這次壯舉(ju) ，有效地保護了我國衛星導航係統的頻率資源。 

　　在北鬥衛星全球組網建設中，我國率先提出國際上首個(ge) 高、中軌道星間鏈路混合型新體(ti) 製，形成了具有自主星空体育官网入口网站產(chan) 權的星間鏈路網絡協議、自主定軌、時間同步等係統方案；並且成功應用星載大功率微波開關(guan) 等國產(chan) 化元器件，打破了依賴進口的局麵，這些研究成果為(wei) 全球快速組網建設鋪平了道路。在北鬥三號工程副總設計師、衛星首席總設計師謝軍(jun) 看來，這是一項團隊工程，沒有個(ge) 人英雄，航天事業(ye) 的成功是一個(ge) 團隊的成功。 

　　的確，每一顆北鬥衛星都有著強大的幕後團隊，牽動著衛星、運載火箭、運控、應用、測控、發射場等各大係統。每個(ge) 環節的北鬥科研人員，盡管身處不同崗位、麵臨(lin) 不同挑戰，但大家總是心往一處想、勁兒(er) 往一處使，共同推動北鬥工程一步步向前邁進。 

　　如今，北鬥研製形成了一支平均年齡38歲、老中青結合的團隊，為(wei) 我國航天事業(ye) 的發展增添助力。 

　　我國北鬥科研人員一步一個(ge) 腳印，實現了跨越式發展。甚至開創了很多隻有北鬥衛星才有的新技術。建設北鬥衛星導航係統，最終就是為(wei) 了應用。事實上，北鬥係統這些年已經成功應用於(yu) 我國的測繪、電信、水利、漁業(ye) 、交通運輸、森林防火、減災救災和公共安全等很多領域。根據總設計師楊長風分享的數據來看，交通部使用北鬥係統後，對危險品的運輸車、旅遊客車、長途客車進行了實時監控，目前已達480多萬(wan) 輛。事故率跟原來的同期相比減少了50%，人員的傷(shang) 亡率也降低了50%。 

　　今天的北鬥導航係統，已經快步走進新時代，未來還將建立我國的綜合導航定位設施服務體(ti) 係，中國的北鬥朝著“造福人類、服務全球”的偉(wei) 大目標，不斷邁進。 



關(guan) 注【深圳科普】微信公眾(zhong) 號，在對話框：
回複【最新活動】，了解近期科普活動
回複【科普行】，了解最新深圳科普行活動
回複【研學營】，了解最新科普研學營
回複【科普課堂】，了解最新科普課堂
回複【科普書(shu) 籍】，了解最新科普書(shu) 籍
回複【團體(ti) 定製】，了解最新團體(ti) 定製活動
回複【科普基地】，了解深圳科普基地詳情
回複【觀鳥星空体育官网入口网站】，學習(xi) 觀鳥相關(guan) 科普星空体育官网入口网站