馬興瑞：建設(shè)“北斗”為中國經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展服務(wù)

■ 劉 斐

作為全球第三個成熟的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，北斗系統(tǒng)將進(jìn)一步提升我國在國際導(dǎo)航領(lǐng)域的話語權(quán)和主動權(quán)。

2012年12月27日，我國自主研發(fā)的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)正式提供區(qū)域服務(wù)，自此，我國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)和應(yīng)用進(jìn)入一個嶄新的階段。

對于承擔(dān)北斗系統(tǒng)全部衛(wèi)星和運(yùn)載火箭研制生產(chǎn)任務(wù)的中國航天科技集團(tuán)公司而言，從最初的方案論證到近年來的密集發(fā)射組網(wǎng)，每一階段都經(jīng)受住了前所未有的重大考驗，也交出了一份令人滿意的“北斗答卷”。

記者：北斗區(qū)域衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)完成并正式提供區(qū)域服務(wù)，對于中國航天科技集團(tuán)公司、國家乃至全球來說，意味著什么？

馬興瑞：當(dāng)前，中國航天已進(jìn)入快速發(fā)展和宇航高強(qiáng)密度發(fā)射時期，2012年，集團(tuán)公司圓滿完成了19箭28星（船、器）的發(fā)射任務(wù)，發(fā)射次數(shù)再次位居世界第二。這其中就包括了北斗系統(tǒng)的4箭6星發(fā)射，可以說，北斗系統(tǒng)是中國航天高密度發(fā)射最典型、最集中的體現(xiàn)。

北斗區(qū)域衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建成是航天科技工業(yè)轉(zhuǎn)型升級的一次重大實(shí)踐。工程建設(shè)對宇航高密度發(fā)射能力和星箭并行研制、測試、生產(chǎn)、發(fā)射可靠性進(jìn)行了充分檢驗，無論是從創(chuàng)新航天復(fù)雜系統(tǒng)工程管理模式、優(yōu)化科研生產(chǎn)管理體系、強(qiáng)化精細(xì)化質(zhì)量管理措施方面，還是在加強(qiáng)人才隊伍建設(shè)方面，集團(tuán)公司都取得了非常大的進(jìn)步。可以說，這是繼載人航天工程之后，我國航天科技工業(yè)能力的又一次全面提升。

“六七十年代我們有原子彈，現(xiàn)在我們有原子鐘。”（原子鐘是導(dǎo)航衛(wèi)星的核心產(chǎn)品，導(dǎo)航服務(wù)的品質(zhì)主要取決于星載原子鐘的品質(zhì)和可靠性）用這樣一種表述來形容我國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的戰(zhàn)略意義，一點(diǎn)都不為過。作為全球第三個成熟的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，北斗系統(tǒng)在我國國防建設(shè)和國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展方面產(chǎn)生的價值不容小覷，其在交通運(yùn)輸、氣象、漁業(yè)、林業(yè)、電信、水利、測繪等諸多方面都產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

北斗加入全球衛(wèi)星導(dǎo)航“家族”，不僅能為更多的用戶提供更高的服務(wù)精度、更豐富的導(dǎo)航功能和更完善的用戶體驗，也提升了中國的核心競爭力。

隨著系統(tǒng)的建設(shè)完善和應(yīng)用推廣，北斗系統(tǒng)將進(jìn)一步提升我國在國際導(dǎo)航領(lǐng)域的話語權(quán)和主動權(quán)。而北斗加入全球衛(wèi)星導(dǎo)航“家族”，不僅能為更多的用戶提供更高的服務(wù)精度、更豐富的導(dǎo)航功能和更完善的用戶體驗，也提升了中國的核心競爭力。

記者：目前，我國的北斗區(qū)域衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)可以提供什么水平的導(dǎo)航服務(wù)？與美國的GPS相比存在哪些差異和優(yōu)勢？

馬興瑞：北斗區(qū)域衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建成后，星座構(gòu)成更加穩(wěn)健，系統(tǒng)可靠性進(jìn)一步提高，導(dǎo)航覆蓋范圍也進(jìn)一步擴(kuò)大。目前，北斗系統(tǒng)已經(jīng)可以向亞太大部分地區(qū)提供精度在10米左右的導(dǎo)航服務(wù)，測速精度在每秒0.2米左右，這一區(qū)域?qū)Ш骄然究梢耘cGPS持平。

當(dāng)然，區(qū)域系統(tǒng)建設(shè)只是我國導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)“三步走”中的第二步，目前看和美國GPS還有一定的差距。但是，到2020年左右，我們還將建成全球?qū)Ш较到y(tǒng)，毫不夸張地說，屆時我們的導(dǎo)航精度等各方面指標(biāo)都毫不遜色于GPS。另外，因為北斗系統(tǒng)采取了很多首創(chuàng)技術(shù)，其短報文功能等獨(dú)特優(yōu)勢也將更加凸顯。

記者：能不能請您簡單介紹一下北斗區(qū)域衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的研制歷程以及這個過程中遇到的困難？

馬興瑞：2004年9月，北斗區(qū)域衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)工作正式宣布啟動，而實(shí)際的論證及攻關(guān)研制工作早在1997年就已經(jīng)開始實(shí)施。2007年4月，北斗飛行試驗星發(fā)射成功，對新技術(shù)、新體制進(jìn)行了驗證，并搶先擁有了MEO軌道衛(wèi)星頻率資源。從2009年4月開始，集團(tuán)公司先后完成了15顆正樣衛(wèi)星的研制、發(fā)射任務(wù)。尤其是2010年以來，集團(tuán)公司圓滿完成3年12箭14星的密集發(fā)射組網(wǎng)任務(wù)，順利實(shí)現(xiàn)北斗區(qū)域衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)，取得了可喜的成績。

科學(xué)的道路充滿未知和挑戰(zhàn)，航天技術(shù)和工程不斷取得重大突破的歷程不可能一帆風(fēng)順。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在設(shè)計、研制、發(fā)射、組網(wǎng)運(yùn)行的過程中也遇到過很多困難和挑戰(zhàn)，但北斗團(tuán)隊是一支敢打硬仗、善打硬仗的隊伍，攻堅克難，在系統(tǒng)建設(shè)道路上成功闖過了一道道難關(guān)。我舉兩個簡單的例子。

首先是攻克了星載銣鐘的國產(chǎn)化難題。時間基準(zhǔn)的穩(wěn)定性是提供導(dǎo)航服務(wù)的關(guān)鍵，而這主要取決于星載銣鐘的品質(zhì)和可靠性。工程建設(shè)之初，星載銣鐘采用國外進(jìn)口的方案，但由于供貨商漲價和禁運(yùn)等問題，銣鐘成為制約工程建設(shè)的最大瓶頸。為擺脫受制于人的被動局面，集團(tuán)公司正式?jīng)Q定啟動星載銣鐘的國產(chǎn)化工作，選取了三支團(tuán)隊并行開展研制攻關(guān)。在短短不到3年的時間里，國產(chǎn)銣鐘取得重大突破。2007年4月發(fā)射的第一顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星上裝載的全部是國產(chǎn)銣鐘，三支團(tuán)隊的產(chǎn)品均得到在軌驗證，指標(biāo)甚至優(yōu)于國外引進(jìn)產(chǎn)品。銣鐘的國產(chǎn)化攻關(guān)也為后續(xù)宇航產(chǎn)品的國產(chǎn)化工作作出了有益的探索和實(shí)踐。

北斗也曾因供配電系統(tǒng)存在的安全隱患而導(dǎo)致發(fā)射任務(wù)的短暫停滯。在研制生產(chǎn)試驗過程中，研制團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)衛(wèi)星供配電分系統(tǒng)存在重大安全隱患，北斗系統(tǒng)發(fā)射任務(wù)一度停滯。為盡快解決問題，集團(tuán)公司邀請了國內(nèi)空間電源、電路、電力傳輸、空間機(jī)構(gòu)、測控、熱控、通信、導(dǎo)航、空間環(huán)境、工藝等各專業(yè)相關(guān)專家百余人，集智攻關(guān)，開展各類仿真和驗證試驗100余項，耗時近半年時間，徹底解決了供配電系統(tǒng)的安全性問題，大大提高了系統(tǒng)可靠性，保證了后續(xù)任務(wù)的順利實(shí)施。

記者：北斗系統(tǒng)建設(shè)過程中積累了哪些寶貴經(jīng)驗？高密度發(fā)射背后有哪些“北斗經(jīng)”？

馬興瑞：北斗工程的建設(shè)帶動了航天科技工業(yè)各方面的發(fā)展創(chuàng)新，很多寶貴經(jīng)驗都值得我們好好總結(jié)。

一是持之以恒推動自主創(chuàng)新。北斗團(tuán)隊在技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)品創(chuàng)新和推動航天產(chǎn)品和元器件國產(chǎn)化方面取得了豐碩成果。高精度星載銣鐘、統(tǒng)一頻率源技術(shù)、衛(wèi)星S波段擴(kuò)頻體制的啟用、衛(wèi)星抗空間輻射加固等關(guān)鍵技術(shù)和產(chǎn)品得以突破，星箭產(chǎn)品的成熟度和可靠性得到大幅度提升。

二是大力推動航天工程管理創(chuàng)新。在如此短時間內(nèi)實(shí)現(xiàn)大規(guī)模星座體系建設(shè)，對集團(tuán)公司而言尚屬首次。較之以往的單箭單星研制模式和手段，多類型、小批量、并行生產(chǎn)、密集發(fā)射的研制任務(wù)對集團(tuán)公司提出了新的挑戰(zhàn)。通過創(chuàng)新管理模式、推動批產(chǎn)管理、強(qiáng)化質(zhì)量管理和風(fēng)險管理等方法，保證了星箭的連續(xù)成功。

三是不遺余力進(jìn)行人才隊伍建設(shè)。不久前，北斗系統(tǒng)任務(wù)團(tuán)隊榮獲“2012中國經(jīng)濟(jì)年度人物創(chuàng)新獎”，與之相比，有一項統(tǒng)計數(shù)據(jù)更能讓人振奮不已：北斗團(tuán)隊型號“兩總”平均年齡47歲，型號隊伍平均年齡34歲。在科研生產(chǎn)一線，眾多“70后”、“80后”已經(jīng)挑起大梁，成長為型號骨干。這是中國航天未來發(fā)展最寶貴的財富。

記者：目前北斗區(qū)域衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)已經(jīng)完成，北斗系統(tǒng)在行業(yè)應(yīng)用方面也取得了顯著成效。下一步，集團(tuán)公司在系統(tǒng)建設(shè)和推廣應(yīng)用方面有何規(guī)劃？

馬興瑞：北斗系統(tǒng)自提供試運(yùn)行服務(wù)以來，我國各行業(yè)開展了一系列北斗應(yīng)用示范工作，實(shí)際應(yīng)用效果很好。作為朝陽產(chǎn)業(yè)，衛(wèi)星導(dǎo)航也已列入國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，國家發(fā)改委正在牽頭制定中長期發(fā)展規(guī)劃。毋庸置疑，我們迎來了難得的發(fā)展機(jī)遇。

集團(tuán)公司將抓牢發(fā)展契機(jī)，深入貫徹落實(shí)黨的十八大精神，以圓滿完成“十二五”規(guī)劃為目標(biāo)，全力推進(jìn)我國導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)第三步——北斗全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的研制攻關(guān)工作，力爭首顆試驗衛(wèi)星在2014年左右實(shí)施發(fā)射，以更好地驗證全球系統(tǒng)建設(shè)中的各項關(guān)鍵技術(shù)。

同時，在加強(qiáng)現(xiàn)有北斗系統(tǒng)建設(shè)、維護(hù)的基礎(chǔ)上，集團(tuán)公司還要積極推動北斗應(yīng)用推廣和產(chǎn)業(yè)化工作，促進(jìn)北斗芯片和模塊的研發(fā)，努力使北斗盡快進(jìn)入“尋常百姓家”，為小康社會的建設(shè)獻(xiàn)上一份航天大禮。

鏈接：“北斗”的競爭對手

（根據(jù)《中國科學(xué)報》資料編輯）

美國GPS：軍方戒心重重

GPS是目前全世界應(yīng)用最為廣泛也最為成熟的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，初衷是為美國的核潛艇等核打擊力量提供全球定位與導(dǎo)航，目前仍是美國政府的國家資產(chǎn)。根據(jù)美國憲法，國防部負(fù)責(zé)向全球提供標(biāo)準(zhǔn)的GPS定位服務(wù)同時要防止對GPS的敵意利用。美國保留了限制GPS信號強(qiáng)度和精度，甚至徹底關(guān)閉GPS服務(wù)的權(quán)力，以便美國及其盟國可以在沖突時獨(dú)享GPS服務(wù)。換言之，一個沒有自己獨(dú)立導(dǎo)航的國家，在與美國發(fā)生沖突時，就極有可能面臨GPS信號被掐斷。

俄羅斯“格洛納斯”：抗干擾能力強(qiáng)

該系統(tǒng)于1976組建，1991覆蓋全球，但由于俄羅斯經(jīng)濟(jì)不斷走低，該系統(tǒng)也因失修等原因陷入崩潰邊緣。但2001～2010年，俄羅斯已經(jīng)補(bǔ)齊該系統(tǒng)所需的24顆衛(wèi)星，系統(tǒng)預(yù)計2015年全部建成。不同于GPS的衛(wèi)星信號采用“碼分多址體制”，“格洛納斯”采用“頻分多址體制”，衛(wèi)星靠頻率不同來區(qū)分，每組頻率的偽隨機(jī)碼相同。基于這個原因，“格洛納斯”系統(tǒng)可以防止整個衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)被敵方干擾，具有更強(qiáng)的抗干擾能力。

歐洲“伽利略”：有技術(shù)只差錢

“伽利略”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是歐盟和歐洲空間局正在建設(shè)的項目，初衷是為歐洲國家提供一個獨(dú)立于美國GPS和俄羅斯“格洛納斯”系統(tǒng)之外的高精度定位導(dǎo)航系統(tǒng)，擺脫對美國和俄羅斯的依賴。“伽利略”精度可以達(dá)到一米級別，技術(shù)水明高于美國和俄羅斯的導(dǎo)航系統(tǒng)。分為基本版和高精度版，前者免費(fèi)，后者提供給付費(fèi)的商業(yè)用戶以及軍事用途，會因為軍事原因?qū)δ承┯脩絷P(guān)閉。因為缺錢，“伽利略”被屢次推遲，最初預(yù)計2012年運(yùn)行，目前計劃2019年全部建成。