孔曉燕

北斗七星,位于北半球天空,由天樞、天璇、天璣、天權、玉衡、開陽、搖光七星組成。它們在天空中相連,宛如一柄舀酒之斗,故而得名“北斗”。從“天璇”星通過“天樞”星向外延伸,延長線上就是永遠位于正北方的北極星。依據“上北下南、左西右東”,各處方位得以確認。
數千年來,北斗七星一直是中國人最可靠的導航標尺,她陪伴無數古人在茫茫夜色中趕路求索,也在文人墨客中留下“河漢縱目橫,北斗橫復直”“入得光芒北斗星”等絕妙詩句。
2020年6月23日,由中國航天科技集團有限公司第五研究院(以下簡稱:航天科技集團五院)抓總研制的第55顆北斗導航衛星在西昌衛星發射中心成功發射,隨著最后一顆北斗導航衛星的“落子定盤”,北斗三號30顆組網衛星全部部署到位,中國北斗自此開啟了高質量服務全球、造福人類的嶄新篇章。自1994年啟動北斗系統工程以來,北斗人奏響了一曲大聯合、大團結、大協作的交響曲,孕育了“自主創新、開放融合、萬眾一心、追求卓越”的新時代北斗精神。這是中國航天人在建設科技強國征程上樹起的又一座精神豐碑,是與“兩彈一星”精神、載人航天精神既血脈賡續、又具有鮮明時代特質的寶貴精神財富。
衛星導航系統是當今國民經濟和國防建設不可或缺的關鍵空間基礎設施,是衡量一個國家科技水平和綜合國力的重要標志。1994年,黨中央作出獨立自主研制北斗衛星導航系統的重大戰略決策。從此,北斗人按照黨中央繪就的北斗工程“三步走”發展藍圖,踏上了建設中國衛星導航系統的漫漫征程。根據當時國家的經濟基礎和技術基礎,北斗人經過6年的努力,在2000年至2003年期間成功發射了3顆北斗一號衛星,從國情出發、用最小代價建成了我國第一代衛星導航定位系統。
2004年8月,北斗二號工程立項,到2012年成功發射了14顆北斗二號衛星,服務區域從國土擴展到了亞太地區,導航體制從有源走向了無源,形成了區域性的定位、測速、授時和短報文通信服務能力。
2009年,國家正式啟動了北斗三號全球衛星導航系統建設,經過8年的關鍵技術攻關,于2017年底發射了首發雙星,到2018年底完成了18顆衛星的發射,形成了能夠率先為“一帶一路”沿線國家提供服務的基本系統,再到2020年6月,完成了30顆衛星的發射,實現了全球組網,使中國成為世界上第三個擁有全球衛星導航系統的國家。
如今,無論是廣袤農田上無人駕駛農機的精準耕作、港口集裝箱運輸的自動化管理、運營車輛的智能化監管、國土資源的高精度測繪、電力傳輸的高精度相位同步、銀行遠程交易的高精度時間戳、手機基站的高精度授時,還是自然災害的監測預警、船只遇險的快速救援等等,基于“北斗”的服務已經深入到國民經濟的各行各業。從國慶閱兵、珠峰測量、雷神山醫院和火神山醫院建設這些耳熟能詳的大事件,到車載導航、外賣服務、共享單車這些老百姓身邊的尋常事,到處可以見到“北斗”的身影。“北斗”已經成為了國家安全和經濟社會發展不可或缺的信息基礎設施,是大國地位和綜合國力的重要標志。
回首發展歷程,中國北斗只用了GPS(全球定位系統)一半左右的時間就完成了從無到有、從小到大、從弱到強的升華,成為了世界上可與任何系統比肩的一流衛星導航系統。背后的秘訣,正是“自主創新、開放融合、萬眾一心、追求卓越”的新時代北斗精神。
北斗全球衛星導航系統作為我國重大空間基礎設施,長期以來,受到了國外禁運的重重封鎖,曾任北斗一號、北斗二號衛星系統總指揮的李祖洪回憶說:“在起步階段,我們受過很多刺激。例如:向某國購買產品后錢都付了,對方以制裁為名不賣了,退給我們一些硬紙板,這樣不講道理的事情屢屢發生,給了我們很大的教訓。” 1990年,李祖洪帶著幾個人去某國考察購買產品。在對方位于地下的實驗室里,就連上廁所對方都派人跟著,嚴密封鎖,處處防備。李祖洪說:“當時心里特別難受——我們買他們的東西,他們防我們像防賊一樣。暗自下定決心要搞國產化!”在向另外一個國家購買北斗衛星某核心產品時,對方在合同里加了一條“如遇不可抗力,我們不負責任”,也就是說,對方隨時可以“卡我們的脖子”。當時,針對這項“卡脖子”技術的攻關,孫家棟工程總師專門提了四條要求:第一,指標不能降;第二,可靠性不能降;第三,元器件要盡量做到國產化;第四,要申請專利。后來,北斗人都一一做到了。
北斗人面對困難毫不氣餒、迎難而上,面對缺乏高精度原子鐘、行波管放大器、星載CPU、FPGA芯片等眾多核心器部件的難關,充分發揮全國各方技術優勢,集國家科技發展之大成,攻克了500余種器部件國產化難關,實現了星載部件與核心元器件國產化率100%,擺脫了受制于人的局面。面對不能全球布站的難題,創新性地開發出了星間鏈路技術,使在太空中滄海一粟的衛星實現了星間、星地互通互聯,將天塹變為通途,在國際上首創了一站式全球星座測控、運控管理。北斗三號工程攻克了160余項類似的技術難關,確保了系統建設的先進性和可實現性。北斗人堅信,關鍵核心技術是要不來、買不來、討不來的,只有把關鍵核心技術牢牢掌握在自己手中,才能真正掌握競爭和發展的主動權,才能為發展自己、造福人類奠定堅實的技術基礎。
“開放融合”是北斗工程的世界胸襟。多系統融合是時代的發展趨勢,更加開放的姿態也是全球化發展的必然選擇,體現的是北斗人登高望遠的格局、堅定從容的自信和成人之美的胸襟。習近平總書記指出:“中國愿同各國共享北斗系統建設發展成果,共促全球衛星導航事業蓬勃發展。”北斗作為全球衛星導航系統,在與國際上其他衛星導航系統同臺競技的同時,必須用開放的胸懷融入國際導航大家庭,讓全球用戶愿意用北斗、用好北斗。北斗系統的發展既立足中國,又放眼世界,秉持和踐行“世界的北斗”的發展理念,堅持開放融合、協調合作、兼容互補、資源共享,在覆蓋全球的基礎上積極融入全球、服務全球。目前,北斗基礎產品已出口到全球一半以上的國家和地區,基于北斗的土地確權、精準農業、數字施工、智慧港口等在東盟、南亞、東歐、西亞、非洲等地區得到成功應用。中國北斗已經成為了與“一帶一路”遙相輝映的“太空絲綢之路”,為構建人類命運共同體提供強有力的支撐。
北斗系統相關產品已輸出到100余個國家,為用戶提供了多樣化的選擇和更好的應用體驗。北斗已加入民航、海事、移動通信等國際組織,國際民航組織批準北斗星基增強服務商標識號和標準時間標識號,國際搜救衛星組織將北斗納入全球衛星搜救系統計劃。
“一枝獨秀不是春”。中國北斗始終具有國際視野和家國情懷。在國家“集中力量辦大事”的支持下,這一復雜、系統的航天工程牽引帶動了一大批“弟兄們”團結協作,共同“奔小康”。
北斗工程總設計師楊長風曾經說過:“北斗是五千萬工程:調動了千軍萬馬,經歷了千難萬險,付出了千辛萬苦,走進了千家萬戶,將造福千秋萬代。”全國400多家單位、30余萬名科研人員參與了北斗工程建設,在系統建設中,航天系統內外的國企爭相請戰、民企主動承擔責任;衛星研制過程中,黨員干部奮勇爭先,員工團隊眾志成城。在收官星進入發射準備階段的時候,一位同志的母親生重病要做手術,家屬堅持不通知發射場試驗隊,試驗隊通過單位得知消息后立刻讓這位同志回家照顧母親,但他很快就回到發射場堅守崗位,他母親對他說:“國家把這么重要的任務交給你,你不能脫離崗位……”這樣的例子還有很多很多。北斗導航系統進入快速建設時期后,“北斗”團隊在短短兩年半的時間內,馬不停蹄地連續發射了20余顆衛星。航天科技集團五院“北斗三號”研制隊伍曾經做過一項統計,如果按照每人每天工作8小時來計算,幾乎每名“北斗人”一年都工作400多天。這個團隊里有老院士、有老專家,而更多成員是2009年前后加入航天隊伍的“80后”新兵,正是團隊全體成員的共同努力和付出,才成就了熠熠生輝的“中國北斗”,他們雖然來自五湖四海,但為了一個共同的目標,用“以國為重”的家國情懷鑄就了“萬眾一心”的無敵力量。
建設一流的北斗是所有北斗人矢志不渝的奮斗目標。北斗系統建設過程中所彰顯的中國精度和中國速度,充分體現了北斗人追求卓越的精神。有不少北斗三號團隊成員都記得這樣一件事。北斗三號第9顆衛星某關鍵單機測試中,總體主任設計師發現了一個關鍵指標超標,超差小于一納秒。一納秒,短到難以想象,比十億分之一秒還短,用“剎那”“瞬間”都難以形容。若不消除一納秒誤差,這一納秒背后可能存在影響整個工程的質量隱患。盡管排查會平添很多工作量,盡管批產研制十分緊張,時間刻不容緩,但北斗人堅持只要分析出來的問題就絕不忽視,“一納秒”再短也不放過。為此,團隊進行了幾晝夜的細致分析,最終消除了這一納秒的誤差。為北斗三號任務的全面成功又加了一道保險。這個故事是北斗團隊精益求精、嚴慎細實工作態度的縮影,集中展現了北斗團隊追求卓越的精神作風。
根據國家要求,北斗全球衛星導航系統要在2020年底之前建成,這意味著要用3年時間完成30顆衛星的建造和發射,這對全體隊伍而言壓力巨大。面對組批生產、高密度發射所面臨的諸多困難,北斗人沒有退縮,而且為了使系統更早投入使用、更早產生效益,他們在組批投產、流程再造、自動化測試、遠程測試、機械化裝配等方面推出一系列措施,將整星測試、試驗周期減少了25%,發射場工作周期減少了36%,發射場人員減少了40%。中國北斗僅用兩年半的時間就完成了18箭30星的成功發射,提前半年完成了全球組網任務,用追求卓越的精神創造了世界航天史上高密度發射的奇跡。
習近平總書記在黨的十九大報告中提出了航天強國發展戰略,要在2035年建成“更加泛在、更加融合、更加智能”綜合時空體系,為北斗衛星導航的發展提供了戰略指引。在完成北斗全球系統建設的同時,北斗人正在積極謀劃著建造下一代衛星導航系統。未來,這個全新的世界領先的衛星導航系統,將為加快推動國民經濟發展,早日實現航天夢、中國夢貢獻新的更大力量。
(責任編輯:陳海峰)
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