北斗，星耀全球！

鐘文

2020年6月23日9時43分，第五十五顆北斗導航衛星（即北斗三號最后一顆組網衛星）在西昌衛星發射基地點火發射成功，標志著北斗三號組網圓滿收官。（李結義 攝）

6月23日9時43分，我國在西昌衛星發射中心用長征三號乙運載火箭，成功發射第三十顆北斗三號衛星，暨北斗三號最后一顆全球組網衛星。隨著衛星太陽帆板在茫茫太空中伸展工作，這顆北斗家族的“收官之星”伴隨著幾代人不斷求索的夢，在壯麗的星空中與北斗家族完成組網牽手。至此，中國北斗全球導航系統全面建成。在全球四大導航系統（美國GPS、俄羅斯格洛納斯、歐洲伽利略、中國北斗）中，中國北斗系統起步最晚，卻“后來居上”超越俄歐，與GPS同為目前最先進、完備的導航系統。

北斗相當于中國的GPS系統，是中國著眼于國家安全和經濟社會發展需要自主建設運行的，可以為全球用戶提供全天候、全天時、高精度的定位、導航和授時服務，屬于國家重要時空基礎設施。當然，北斗三號系統同樣是空間戰略的競爭者。

北斗的發展經歷三代，北斗一號系統2000年底建成，是一個試驗系統，向中國提供服務。2007年至2012年，北斗二號系統建成，向亞太地區提供服務。2017年到2020年，30顆星組成的北斗三號系統建成，也就是全球導航系統，可以服務全球。

北斗三號系統組網成功意味著，中國不僅在軍事上，也可以在民用上獨立使用衛星導航系統，擺脫了此前受制于他人的局面。尤其是在民用上，如通信、電網、金融等行業，都需要導航衛星的精準的定位和授時功能。

在低緯度地區更有優勢

北斗三號衛星系統包含30顆衛星。這些衛星組成了一張網，將地球和臨近空間籠罩在內。

30顆衛星分布在3個不同高度的軌道面，包括24顆MEO衛星（地球中圓軌道衛星）、3顆IGSO衛星（傾斜地球同步軌道衛星）和3顆GEO衛星（地球靜止軌道衛星）。

MEO衛星是北斗三號主力衛星，運行在距離地球約2萬公里的軌道，主要提供導航定位授時服務，以及全球短報文通信、國際搜救等特色服務。IGSO衛星主要運行在距離地球3.6萬公里軌道上，由于是高軌道衛星，可以有效增加亞太地區衛星可見數，為亞太地區提供更優質服務。GEO衛星主要運行在距離地球3.6萬公里的地球靜止軌道上，提供區域短報文、星基增強等特色服務。

與其他導航系統相比，最突出的特點是增加了高軌道衛星，衛星越高抗遮擋能力就越強，尤其在低緯度地區性能更有優勢。

導航衛星和通信衛星是兩類衛星，但北斗導航衛星上卻附加了通信功能。北斗用戶利用終端，不僅可以知道自己的位置，還可以通過短報文將自己的情況告訴他人。

在有移動網絡覆蓋的地區，這一功能似乎雞肋，但在大量尚未有網絡覆蓋的地區，如沙漠、遠洋、深山、森林等，就必須要依靠衛星通信。一般衛星通信比較昂貴，北斗短報文則成本低廉，且附加在導航終端里，更為便利，在應急救援、遠洋漁業等領域得到有效應用。

如今，北斗三號的短報文通信能力顯著提升，從一次發送120個漢字提升到一次1000多漢字，還可發送圖片等信息，應用場景更為豐富。

此外，北斗三號系統的6顆MEO衛星上，裝有搜救載荷，可以與其他全球衛星搜救系統一起，為全球用戶提供搜救服務。這項服務是按國際衛星標準，與其他國際衛星搜救系統聯合開展的一項免費公益性服務。

建設堪稱“神速”

1983年，以陳芳允院士為代表的專家學者，提出利用地球同步軌道衛星測定地面和空中目標的設想。1994年，北斗一號工程立項。

當時國外對中國技術封鎖，北斗一號研制只能在摸索中起步。老一輩北斗人逐一攻克難關，終于在2000年建成了北斗一號系統，使我國成為繼美、俄之后第三個擁有自主衛星導航系統的國家。

導航衛星發射上天的前提是要有合法的軌道位置和頻率資源，這是世界各國必爭的寶貴資源。2000年4月17日，我國在國際電信聯盟組織爭取到了軌道位置和頻率資源，按規定，必須要在7年有效期內發射衛星并成功收到信號。

北斗二號實際在2004年立項，3年的時間必須要研制和成功發射第一顆衛星，而這一過程一般來說需要5年。在國外核心器部件未能成功引進的前提下，北斗團隊夜以繼日“搶時間”自主研發突破技術瓶頸。2007年4月14日凌晨4時11分，衛星成功發射。4月17日晚上8時許，衛星傳回信號，此時距離國際電聯的“七年之限”只剩不到4個小時。

而北斗三號建設更堪稱“神速”，從2017年11月5日發射首星，到2020年6月23日收官，僅2年7個月就完成30顆星組網，其間還發射了2顆北斗二號衛星，完善了北斗二號星座。