1957年,就在蘇聯剛剛發射了第一顆人造地球衛星不久,美國人最早嗅到了人造衛星在全球定位方面的可能。
第二年,正在圖謀世界上到處插手的美國軍方,開始著手研制一種子午儀全球定位系統。這個系統用5到6顆衛星組成星網,以互相之間位置數據嘗試進行定位,有點像六分儀尋找星星的人造版,于1964年投入使用,開始了最初的衛星定位嘗試。系統比較粗拙,定位精度不如人意,并且無法給出高度信息。不過重要的是,子午儀系統驗證了由衛星進行定位的可行性,為未來的廣泛運用奠定了基礎。
60年后,GPS、格洛納斯、伽利略以及北斗,成為了人類導航的翹楚。
2018年11月19日02時07分,中國在西昌衛星發射中心用長征三號乙運載火箭(及遠征一號上面級),以“一箭雙星”方式成功發射第四十二、四十三顆北斗導航衛星,這兩顆衛星屬于中圓地球軌道衛星,是我國北斗三號系統第十八、十九顆組網衛星。衛星經過3個多小時飛行后順利進入預定軌道,將與此前發射的十七顆北斗三號衛星進行組網聯調。
此次成功發射,標志著北斗三號基本系統星座部署圓滿完成,北斗邁出了從區域導航走向全球導航的“關鍵一步”。基本系統將于年底前開通運行,向“一帶一路”國家和地區提供基本導航服務。
這是長三乙的一小步,卻是北斗三號的一大步。
北斗三號工程2009年正式啟動實施,2016年完成了試驗系統建設,隨后按照最簡系統、基本系統、全球系統三步實施組網。2017年11月5日,在西昌衛星發射中心執行了首次組網衛星發射任務。2018年3月底,建成了由8顆北斗導航衛星組成的最簡系統;2018 年底,由19顆北斗導航衛星組成的基本系統將開通運行;2020年底前,建成35顆衛星組成的北斗導航衛星全球系統,具備服務全球能力。
僅僅1年時間,長征三號甲乙火箭先后圓滿完成11次北斗導航衛星發射任務,成功將19顆北斗三號導航衛星和1顆北斗二號導航衛星送入預定軌道。特別是2018年7月份以來,連續執行7次任務、發射12顆北斗導航衛星,組網發射最短間隔僅17天,創造了北斗組網發射歷史上高密度、高成功率的新紀錄。這預示著中國的衛星發射技術和北斗衛星的生產能力,已進入標準化、系列化成熟生產境界。
衛星導航技術既是國力象征,也是國運之系,已經深入軍民用各個方面,起著至關重要的作用。
最先露臉的GPS,在提供各種方便服務之際,曾有人提出過可靠性的問題,但初出茅廬的GPS,一度信誓旦旦表示過永遠不會關閉系統。但是美國人的話真的很難當真,美式出爾反爾是世界聞名的,短短20多年時間,美國在關鍵時刻關閉GPS就達到了十多次,留下了巨大污點,也警醒世人必須有可靠的全球定位系統,服務于世界各國。中國的北斗應運而生。目前,中國的北斗系統是全球GPS之外,覆蓋率最高的導航系統,在多個地區擁有非常大的影響力。
一個導航系統先進與否,最重要的參數就是導航精度,目前幾大系統在民用領域導航精度基本一致,都處于米級。但中國的北斗有兩大“獨門絕技”。
一個是最復雜的星座系統。衛星在空中飛行,總會因為各種情況而產生誤差,一般會在全球各地建一些地面站,糾偏。北斗則是全球唯一、獨創,設計了復雜而精密的星際鏈路實行星際糾偏,使用了三種軌道35顆衛星(GPS為32顆),包括地球靜止軌道(36000公里)、地球傾斜同步軌道(36000公里)和中圓軌道(20000+公里),衛星越多、鏈路越復雜精密,結果就是定位精度越高。GPS、格洛納斯、伽利略都是僅使用中圓軌道。
第二是短報文系統。其他定位系統只接收信號,不與通信衛星進行任何交流。而北斗接收機可以和衛星進行交流,發布140個字的短報文式“短信”,既能夠定位,又能顯示發布者的位置。更重要的是,短報文功能實現雙向通信,指揮端機可進行一點對多點的廣播傳輸,為各種平臺應用提供了極大便利。
北斗七星在中國古代文化中,既能指明方向,又能預示四季,成為中國文明的一大瑰寶。在21世紀的第二個10年,中國的人造“北斗”,將成為人們最明亮的指路“明燈”。
對于許許多多的人來說,最可欣慰的事情之一,大概就是“天上的星星有北斗”。