媲美GPS8年后覆蓋全球

　　北斗一代系統(tǒng)的特點(diǎn)是有源定位、授權(quán)服務(wù)、短報(bào)文通信功能。有源定位是指用戶需要先向衛(wèi)星發(fā)信號(hào)，申請(qǐng)定位，衛(wèi)星接收后將信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)給地面站，由地面站計(jì)算后再告訴其位置。這種轉(zhuǎn)發(fā)式服務(wù)定位時(shí)間相對(duì)長(zhǎng)，并將衛(wèi)星每秒能提供的用戶數(shù)限制在54萬(wàn)人。

　　而隨之推出的授權(quán)服務(wù)和短報(bào)文通信卻受到了北斗一代用戶的熱烈歡迎。一位部隊(duì)領(lǐng)導(dǎo)對(duì)此贊不絕口，稱(chēng)其真正實(shí)現(xiàn)了“運(yùn)籌帷幄中，決勝千里外”。因?yàn)樗梢酝ㄟ^(guò)指揮室的屏幕墻，清晰地分辨出不同兵種當(dāng)前所在位置。

　　授權(quán)服務(wù)要求用戶須事先在系統(tǒng)中注冊(cè)，北斗方可提供定位服務(wù)。之后，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)識(shí)別出該用戶的位置，并報(bào)告給指揮調(diào)度系統(tǒng)。再結(jié)合120個(gè)字的短報(bào) 文通信功能，“一般的GPS用戶只會(huì)知道自己在哪個(gè)地方，但是北斗不僅可以讓別人知道你在哪兒，還可以讓自己知道別人在哪個(gè)地方。”冉承其說(shuō)。

　　北斗二代系統(tǒng)采取廣播式服務(wù)，用戶不用申請(qǐng)也能定位，實(shí)現(xiàn)如GPS般的無(wú)源定位。此外，二代系統(tǒng)也保留了位置報(bào)告、短報(bào)文通信服務(wù)。

　　借助北斗，神舟系列載人飛船的回收工作輕松不少。從神舟六號(hào)起，在飛船返回艙中裝備了北斗接收機(jī)。這讓地面的迎接人員做到幾乎與返回艙同時(shí)抵達(dá)降落地點(diǎn)。

　　在2008年汶川地震中，北斗可謂戰(zhàn)功赫赫。在眾多GPS通信設(shè)備失靈罷工后，北斗手持終端機(jī)和位于北京的衛(wèi)星導(dǎo)航定位指控中心保持了順暢的溝通。通過(guò)短報(bào)文通信聯(lián)系，外界清楚得知：一支200多人的救援隊(duì)伍在震后24小時(shí)之內(nèi)已經(jīng)趕赴震中。依靠北斗，救災(zāi)工作有條不紊。

　　冉承其在發(fā)布會(huì)上介紹道，北斗現(xiàn)在向亞太大部分地區(qū)正式提供區(qū)域服務(wù)，包括定位、導(dǎo)航、雙向授時(shí)和短報(bào)文信息服務(wù)?；痉?wù)性能：位置精度平面10米、高程10米；測(cè)速精度每秒0.2米；授時(shí)精度單向50納秒。覆蓋區(qū)域?yàn)槟暇?5°到北緯55°、東經(jīng)55°到東經(jīng)180°，其中北緯10°到北緯55°、東經(jīng)75°到東經(jīng)135°為重點(diǎn)服務(wù)區(qū)。

　　北斗二代系統(tǒng)的最終目標(biāo)是要建立全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。目前所提供的區(qū)域服務(wù)僅僅邁出了二代系統(tǒng)的第一步。

　　楊慧介紹說(shuō)：“考慮到國(guó)力，建設(shè)周期等因素，二代系統(tǒng)分為兩步走：一期工程是以亞太地區(qū)為主的區(qū)域系統(tǒng)，除多了有源定位功能外，其它功能和性能類(lèi)似GPS；二期則會(huì)將導(dǎo)航范圍擴(kuò)大至全球?！?/p>

　　從無(wú)到有還要繼續(xù)攻關(guān)

　　既然我國(guó)的技術(shù)水平已經(jīng)可以媲美GPS，那么北斗為什么還要分幾步走，不迅速實(shí)現(xiàn)全球覆蓋？

　　最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)是衛(wèi)星。由于種種原因，一些尖端技術(shù)我們無(wú)法借鑒，我國(guó)航天人必須自主創(chuàng)新。

　　楊慧介紹說(shuō)：“我國(guó)此前并沒(méi)有制造導(dǎo)航衛(wèi)星的先例，我們是在通信衛(wèi)星的平臺(tái)上進(jìn)行的探索。但這兩者還是有很多不同，比如導(dǎo)航衛(wèi)星不能通過(guò)噴氣推動(dòng)來(lái)調(diào)整姿態(tài)；衛(wèi)星的陀螺儀壽命不夠；如何增加衛(wèi)星平臺(tái)的承載與供電能力等等問(wèn)題。這些都曾經(jīng)是衛(wèi)星設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)面臨的難題?！?/p>

　　2009年，衛(wèi)星在研制過(guò)程中曾發(fā)現(xiàn)供配電系統(tǒng)可能存在嚴(yán)重的問(wèn)題，為此試驗(yàn)人員進(jìn)行了大量的電纜等方面的工作，這件事至今都讓謝軍記憶深刻。當(dāng)時(shí)，一幫 70后、80后的北斗團(tuán)隊(duì)成員認(rèn)真復(fù)核電路設(shè)計(jì)，并對(duì)連接后的電纜進(jìn)行反復(fù)試驗(yàn)，最后竟然把整個(gè)庫(kù)房中的電纜都用光了。

　　正是團(tuán)隊(duì)成員以孜孜不倦、嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的作風(fēng)，抱著解決問(wèn)題的決心來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)研發(fā)，才有了后續(xù)穩(wěn)定工作的導(dǎo)航衛(wèi)星?！盀榱瞬榍宄?wèn)題原因，我們不惜一切代價(jià)，直至問(wèn)題徹底解決。”謝軍感嘆道。

　　衛(wèi)星的壽命直接影響整個(gè)導(dǎo)航系統(tǒng)的服務(wù)質(zhì)量。現(xiàn)階段我國(guó)導(dǎo)航衛(wèi)星的設(shè)計(jì)使用壽命仍然只有8年。今后在建設(shè)全球系統(tǒng)時(shí)，將著力延長(zhǎng)衛(wèi)星壽命至10~12年。這其中的關(guān)鍵部件較多，同時(shí)要提高全球系統(tǒng)的性能的關(guān)鍵部件之一——星載原子鐘，可謂是決定導(dǎo)航系統(tǒng)性能的重中之重。

　　在2004年啟動(dòng)北斗導(dǎo)航項(xiàng)目時(shí)，國(guó)內(nèi)的星載原子鐘還只是停留在高校試驗(yàn)階段，市場(chǎng)上并無(wú)產(chǎn)品。星載原子鐘的研制在當(dāng)時(shí)相當(dāng)棘手，因在這之前的所有 飛行器中都未使用過(guò)如此高精度的原子鐘。一旦星載原子鐘與地面站的計(jì)時(shí)有偏差，那么信號(hào)的路程就無(wú)法精確計(jì)算，精確導(dǎo)航和定位更無(wú)從談起。

　　當(dāng)時(shí)一度希望進(jìn)口國(guó)外的銣原子鐘來(lái)加快研發(fā)，但是北斗總設(shè)計(jì)師、中國(guó)科學(xué)院院士孫家棟告誡說(shuō)，美國(guó)人不賣(mài)，歐洲人的東西又沒(méi)有上過(guò)天，不能過(guò)分相信 外國(guó)技術(shù)，中國(guó)人必須搞自己的鐘?！爱?dāng)初是在孫院士的大力支持下，我們這些研發(fā)人員才能更加堅(jiān)定信心、夠踏踏實(shí)實(shí)做好產(chǎn)品?！敝x軍回憶起這些往事時(shí)感嘆道。

　　現(xiàn)在國(guó)產(chǎn)星載銣原子鐘的研制成功突破了國(guó)外的技術(shù)封鎖，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，對(duì)于我國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)產(chǎn)生了重大戰(zhàn)略意義。

　　盡管導(dǎo)航衛(wèi)星的研制已經(jīng)取得很大的突破，但離達(dá)到全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)的要求還有很長(zhǎng)的路要走，比如超出了現(xiàn)有地面基站的測(cè)控范圍，如何保證定位精確度等難題又?jǐn)[在了航天人的面前。

　　如今，在南極科考的雪龍?zhí)柹希b載了北斗系統(tǒng)的用戶機(jī)并在整個(gè)航行過(guò)程中使用。從2012年8月自南極返回的用戶機(jī)的反饋來(lái)看，結(jié)果令人滿意?！拔疫€期望下一次能夠得到更多的數(shù)據(jù)?！敝x軍說(shuō)，“必須通過(guò)這些試驗(yàn)，我們才能不斷完善衛(wèi)星系統(tǒng)的性能。”

　　2009年至今，北斗成功發(fā)射了14顆星。綜合考慮各方面因素，為加快衛(wèi)星發(fā)射速度，火箭系統(tǒng)還采取了一箭雙星的發(fā)射技術(shù)。相關(guān)負(fù)責(zé)人表示，未來(lái)還將視情況采取一箭四星的發(fā)射方式，加快衛(wèi)星的構(gòu)型布局。