北斗導航系統(tǒng)：天上要好用，地面要用好

文／本刊記者 李 蘋

在第六個“中國航天日”到來之際，4月24日，北斗重大專項工程副總設計師、北斗三號衛(wèi)星首席總設計師謝軍，在第691期首都科學講堂的活動現(xiàn)場，作了“北斗——獻給世界的中國智慧”主題演講。

北斗系統(tǒng)列入國家重點項目工程

北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)（以下簡稱北斗系統(tǒng)）是中國著眼于國家安全和經(jīng)濟社會發(fā)展需要，自主建設運行的全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)，是為全球用戶提供全天候、全天時、高精度的定位、導航和授時服務的國家重要時空基礎設施。目前，國家有關(guān)部門已將北斗產(chǎn)業(yè)發(fā)展列入國家“十四五”規(guī)劃重點項目。

“中國北斗是一張藍圖，繪到今天已經(jīng)成為世界一流，是我們獻給世界衛(wèi)星導航系統(tǒng)的中國智慧?！敝x軍自豪地說，到今天，北斗系統(tǒng)的運行非常穩(wěn)定，設計的功能和性能相符。

1994年1月10日，北斗一號衛(wèi)星定位工程正式立項。2000年10月31日，北斗一號第一顆衛(wèi)星成功發(fā)射，同年12月又發(fā)射第二顆衛(wèi)星，實現(xiàn)了雙星定位的服務。

“北斗一號是我們國家衛(wèi)星導航系統(tǒng)的里程碑，解決我們國家有無導航衛(wèi)星的問題?！被仡櫄v史，謝軍說，北斗系統(tǒng)以較小的投入、較短的時間，獨立自主地開展了導航定位的技術(shù)試驗，這在國際上是第一次。而后，北斗二號首次實現(xiàn)了我國天基時空基準技術(shù)，把時間和位置搬到天上，突破了長壽命、高可靠導航衛(wèi)星平臺技術(shù)；北斗三號是中國獻給世界的全球服務基礎設施，貢獻中國智慧的典型代表。

北斗一路走來，26年來成功發(fā)射了44枚火箭、59顆衛(wèi)星，凝結(jié)了一代代航天人接續(xù)奮斗的心血，飽含著中華民族自強不息的本色。

如同基礎設施無處不在

“北斗衛(wèi)星導航的應用，如同我們?nèi)粘Ｉ钪械乃?、電、網(wǎng)絡一樣的基礎設施，已成為當今最重要的定位、導航、授時手段，在大家周圍無時無刻不在，服務著人類的生活。”謝軍介紹，空間段、地面段和用戶段三部分組成了北斗系統(tǒng)。北斗系統(tǒng)已融入國家核心基礎設施，廣泛應用于交通運輸、水文監(jiān)測、農(nóng)林漁業(yè)、通信電力、救災減災、公共安全等領(lǐng)域，產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟和社會效益；在大眾消費和民生領(lǐng)域也有廣泛的應用，在一些穿戴的設備里也有很多相應的做終端企業(yè)在開發(fā)產(chǎn)品，改變著人們的生產(chǎn)生活方式。

“用戶段的形式是多種多樣的，沒有用戶段，衛(wèi)星導航系統(tǒng)就無法直接為老百姓、為裝備提供服務；空間段的衛(wèi)星就像農(nóng)民種的小麥、稻子和蔬菜；用戶段好比廚師，如果沒有大廚師的精心烹飪，人們就不會享受到食物的美味。”謝軍說。

北斗衛(wèi)星的定位授時精準，也需要地面基礎設施的保障傳遞到位，這需要社會相應的一些機構(gòu)擔負起責任。“如同老百姓喝上衛(wèi)生、潔凈的水一樣，我們需要全方位、全鏈條地做好工作，才能產(chǎn)生真正的效益?！闭缰锌圃涸菏俊⑻皆鹿こ炭傇O計師孫家棟對整個工程建設和整個北斗系統(tǒng)說，“天上要好用，地面要用好”。

“獨門絕技”：短報文通信

“北斗系統(tǒng)的短報文雖然很短，但它確實是隨時隨地的，只要電磁環(huán)境不干擾你，它都是非常好的。很多工作在特殊環(huán)境下、惡劣環(huán)境中與移動基礎設施遠離的人，他們對北斗系統(tǒng)短報文表現(xiàn)出極大的熱情?！敝x軍爆料的是北斗系統(tǒng)的“獨門絕技”——短報文通信服務。

短報文功能是北斗特有的，GPS系統(tǒng)不具備的一項技術(shù)突破。所謂的短報文是指衛(wèi)星定位終端和北斗衛(wèi)星或北斗地面服務站，能夠直接通過衛(wèi)星信號進行雙向的信息傳遞，GPS只能單向傳遞（終端從衛(wèi)星接收位置信號）。它開創(chuàng)了通信導航一體化的獨特服務模式，是名副其實的“多面手”。

從功能上看，其他衛(wèi)星導航系統(tǒng)僅能無源定位，因而用戶只能知道“我在哪”，而北斗用戶則不同，不但知道“我在哪”，還能告訴別人“我在哪，在干什么”。

北斗三號全球系統(tǒng)在全面兼容北斗二號系統(tǒng)短報文通信服務的基礎上，區(qū)域短報文發(fā)送能力從120個漢字提高到1000個漢字，支持用戶數(shù)量從50萬提高到1200萬，而且能實現(xiàn)40個漢字的全球短報文通信。

此外，北斗三號全球系統(tǒng)還可以提供星基增強、國際搜救、精密單點定位、地基增強等多樣化服務，能更好地滿足用戶的多元化需求。