北斗系统研制回顾:8年16星 强势追赶GPS
10月19日,西昌卫星发射中心里很热闹、很忙碌。
距第16颗北斗导航卫星实施发射不到一个星期,这天下午,发射中心正在进行最后一次星箭总检查。声声指令中,长三丙火箭托举着北斗卫星矗立在塔架前,身披阳光,背靠蓝天,英姿飒爽。
中国航天科技集团五院北斗导航卫星总指挥李长江站在不远处。他仰望着火箭顶端的北斗卫星,眼睛眯着,嘴角微微扬起。“从2000年第1颗北斗导航试验卫星发射起,每次北斗卫星发射,我都在这。”他说。
10月25日晚,第16颗北斗导航卫星顺利升空。这标志着我国北斗卫星区域导航系统建设全面完成,将形成覆盖亚太大部分地区的服务能力。浩渺的太空中,中国人布下了属于自己的星座,从此定位、导航、授时不再受制于人。
回顾过去10余年的研制历程,北斗卫星导航系统承担着提高综合国力的重大使命,自力更生、披荆斩棘,闯出了一条中国式自主导航之路。
“三步走”战略确定,中国“北斗”起航
说到卫星导航,大多数人首先会想到美国GPS导航系统。多年来,卫星导航领域基本形成了GPS独霸天下的格局。
其实,在提出利用卫星进行导航定位的设想方面,中国与世界同步。
上世纪60年代,GPS开始起步。几乎同一时段,中国也开始了自己的卫星导航系统设计,取名为“灯塔”。但是由于国家财力等原因,工程搁浅。
1983年,“两弹一星”元勋、中科院院士陈芳允提出了双星定位设计方案。基于此方案,我国开始积极立项论证。1994年,经国家批准,北斗卫星导航系统建设的大幕正式拉开。
当时,世界各大国都高度认识到自主开发卫星导航系统的重要意义。除美国外,俄罗斯在开发格洛纳斯系统,欧盟则致力于建设伽利略系统,印度、日本也在积极谋求建设独立自主的卫星导航系统。作为国家安全和社会发展不可或缺的信息基础设施,卫星导航系统是大国地位和综合国力的重要标志。各国在空间领域的角力,成为了一场没有硝烟的战争。
我国基于国情,创造性地提出了北斗卫星导航系统建设发展的总体思路,先“区域”再“全球”,采取“三步走”的发展战略。李长江说,“三步走”的意思是,先建立北斗卫星双星定位试验系统,形成区域有源定位与导航服务能力;然后完成3种轨道10余颗卫星的发射,建成区域导航系统,形成区域无源服务能力,向亚太地区提供定位、导航、授时以及短报文通信服务;最后建成由3颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成、覆盖全球的北斗全球卫星导航系统,形成全球无源服务能力,实现独立自主、开放兼容、技术先进、稳定可靠、国际一流、具有中国特色北斗导航系统建设的目标。
双星定位,“快、好、省”地迈出自主导航第一步
北斗工程启动后,中国航天科技集团五院承担起北斗导航卫星的研制工作。经过数年攻关,北斗定位卫星01星于2000年10月31日发射,11月6日成功定点;同年12月21日,02星发射,12月26日成功定点。经过近3年的调试、测试和试运行,2003年12月15日,我国第一代卫星导航系统正式开通运行,成为继美国的GPS和俄罗斯的格洛纳斯系统之后,全球第三个建成并投入使用的卫星导航定位系统。
北斗卫星导航定位试验系统具有鲜明的特色,利用两颗地球静止轨道卫星实现区域导航定位属于世界首创。李长江表示,该系统是个创新、实用且投资很少的初级起步系统,它的建立,解决了我国卫星导航定位系统有无的问题,“快、好、省”地迈出了我国卫星导航系统建设的重要一步。
该系统具有三大功能,一是快速确定用户所在的地理位置,向用户及主管部门提供导航信息;二是为用户与用户、用户与地面指挥中心之间提供双向简短报文通信服务,用户可以一次传送120个汉字的短报文信息;三是向用户定时发播授时信息,为用户提供时差修正值。
北斗试验系统建成后,对推动国防和国民经济建设起到了重要作用。2008年汶川地震,重灾区通信中断。救援部队持“北斗”终端设备进入,利用其短报文功能突破通信盲点,与外界取得联系。同时管理中心则通过位置报告功能,随时掌握着每一个终端所处的位置。此外,该系统广泛应用于交通运输、通信、电力、金融、气象、海洋、水文监测等各个方面,取得了显著效益。
“北斗试验系统建设之初,就被定位为一个验证技术、积累经验的试验性工程。”中国航天科技集团五院北斗导航卫星副总师王东表示,在该系统的建设中,进行了大量的新技术的试验验证,从而使下一代导航卫星网络的建设部署获得了技术上的准备。