北斗導航：走出一條具有中國特色的重大工程自主可控發展之路

北斗衛星導航系統是黨中央決策實施的航天高科技工程，是我國國家空間信息基礎設施，對國家經濟社會發展有重大意義，也是國家綜合實力的標志。2020年7月31日，習近平總書記出席北斗三號全球衛星導航系統建成暨開通儀式后，參觀了北斗系統建設發展成果展覽展示，并講話指出，北斗三號全球衛星導航系統的建成開通，充分體現了我國社會主義制度集中力量辦大事的政治優勢，對提升我國綜合國力，對推動疫情防控常態化條件下我國經濟發展和民生改善，對推動當前國際經濟形勢下我國對外開放，對進一步增強民族自信心、努力實現“兩個一百年”奮斗目標，具有十分重要的意義。26年來，參與北斗系統研制建設的全體人員迎難而上、敢打硬仗、接續奮斗，發揚“兩彈一星”精神，培育了新時代北斗精神，要傳承好、弘揚好。要推廣北斗系統應用，做好確保系統穩定運行等后續各項工作，為推動我國經濟社會發展、推動構建人類命運共同體作出新的更大貢獻。

北斗系統工程的提出

衛星導航是利用衛星播發的無線電信號進行導航定位的技術，它以衛星為空間基準點，向用戶終端播發無線電信號，從而確定用戶的位置、速度和時間，不受氣象條件、航行距離的限制，且導航精度高。早在20世紀70年代，我國就開始研究利用衛星進行地面定位服務。1983年，我國科學家陳芳允和一位美國科學家同時提出利用地球同步衛星進行導航定位的設想。此后，美國和俄羅斯分別開發了GPS和格洛納斯衛星導航系統。

我國在開展多年預研后，于1994年全面啟動導航系統的研制。與美國、俄羅斯、歐盟一步建成全球衛星導航系統的發展路線相比，我國逐步形成了適合國情的衛星導航系統“先區域”再“全球”，即分為試驗系統、區域系統、北斗全球系統的“三步走”建設的總體思路。其具體發展規劃是：第一步，建設北斗一號系統（也稱北斗衛星導航試驗系統）。2000年，發射2顆地球靜止軌道衛星，建成系統并投入使用，采用有源定位體制，為中國用戶提供定位、授時、廣域差分和短報文通信服務；2003年，發射第三顆地球靜止軌道衛星，進一步增強系統性能。第二步，建設北斗二號系統。2004年，啟動北斗二號系統工程建設；2012年底，完成14顆衛星（5顆地球靜止軌道衛星、5顆傾斜地球同步軌道衛星和4顆中圓地球軌道衛星）發射組網。北斗二號系統在兼容北斗一號技術體制的基礎上，增加無源定位體制，為亞太地區用戶提供定位、測速、授時、廣域差分和短報文通信服務。第三步，建設北斗全球系統。2009年，啟動北斗全球系統建設，繼承北斗有源服務和無源服務兩種技術體制；計劃2018年，面向“一帶一路”沿線及周邊國家提供基本服務；2020年前后，完成35顆衛星發射組網，為全球用戶提供服務。

北斗一號：北斗導航的試驗系統

1994年，北斗一號系統工程建設啟動。2000年10月31日，我國自行研制的第一顆導航定位衛星一北斗導航試驗衛星在西昌衛星發射中心發射升空，并準確進入預定軌道。“北斗導航試驗衛星”的首次發射成功，為北斗導航系統的建設奠定了基礎。

2000年12月21日，我國自行研制的第二顆北斗導航試驗衛星發射升空并準確進人預定軌道。它與第一顆北斗導航試驗衛星一起構成了北斗衛星導航系統。從此，我國成為繼美國、俄羅斯之后，世界上第三個擁有衛星導航系統的

國家。

2003年5月25日，我國在西昌衛星發射中心用長征三號甲運載火箭，成功將第三顆北斗一號導航定位衛星送人太空。這次發射的是導航定位系統的備份星。它與前兩顆北斗一號工作星組成了完整的衛星導航定位系統，確保全天候、全天時提供衛星導航信息。

至此，我國建成的北斗衛星導航試驗系統解決了衛星導航系統的有無問題，并在測繪、電信、水利、交通運輸、漁業、勘探、森林防火和國家安全等諸多領域發揮了重要作用。同時，通過第一階段的努力，北斗衛星導航系統建設在積累技術經驗、培養人才、研制相應地面應用基礎設施設備、開發衛星導航應用市場等方面，打下了堅實基礎。

北斗二號成功建成

2004年，北斗二號系統工程建設啟動。2007年4月14日，首顆北斗二號導航衛星發射成功，拉開了北斗區域導航系統建設的序幕。

2011年4月10日，我國在西昌衛星發射中心用長征三號甲運載火箭，成功將第8顆北斗導航衛星送入太空預定轉移軌道，這是一顆傾斜地球同步軌道衛星。衛星的成功發射，標志著北斗區域衛星導航系統的基本系統建設完成。

2011年12月27日，北斗衛星導航系統正式宣布提供試運行服務。

2012年10月25日，我國在西昌衛星發射中心用長征三號丙運載火箭成功將第16顆北斗導航衛星送人預定軌道。這是我國第二代北斗導航工程的最后一顆衛星，至此，我國北斗導航工程區域組網順利完成，標志著我國北斗衛星導航系統建設第二步戰略目標全部實現，系統完全具備了穩定連續的覆蓋亞太地區的服務能力。

北斗二號建成后，在向國內提供系統服務的同時，即公開向南北緯55度、東經55度到180度的亞太地區提供定位精度優于10米、測速精度優于0.2米/秒、授時精度優于50納秒的免費服務。

北斗三號全球衛星導航系統建成開通

北斗三號工程于2009年正式啟動建設。在各大系統和眾多參研參試單位共同努力下，我國全面突破系統核心關鍵技術，完成地面驗證，衛星狀態基本固化。

2015年3月30日，我國在西昌衛星發射中心用長征三號丙運載火箭，成功將首顆新一代北斗導航衛星發射升空，衛星順利進入預定軌道。此次發射的新一代北斗導航衛星，主要開展新型導航信號體制、星間鏈路等試驗驗證工作，為北斗衛星導航系統全球組網建設提供依據。

2017年11月5日，我國在西昌衛星發射中心用長征三號乙運載火箭以“一箭雙星”方式成功發射第24、25顆北斗導航衛星。這兩顆衛星屬于中圓地球軌道衛星，是我國北斗三號第一、第二顆組網衛星，開啟了北斗衛星導航系統全球組網的新時代。

2018年12月27日，北斗三號基本系統宣告建成，并開始提供全球服務。

2020年6月23日，我國在西昌衛星發射中心用長征三號乙運載火箭，成功發射北斗系統第55顆導航衛星，比原計劃提前半年全面完成北斗三號全球衛星導航系統星座部署。

2020年7月31日，北斗三號全球衛星導航系統建成暨開通儀式在北京舉行，習近平總書記出席儀式并宣布北斗三號全球衛星導航系統正式開通。中共中央、國務院、中央軍委對北斗三號全球衛星導航系統建成開通發出賀電，賀電指出，北斗三號全球衛星導航系統的建成開通，是我國攀登科技高峰、邁向航天強國的重要里程碑，是我國為全球公共服務基礎設施建設作出的重大貢獻，是中國特色社會主義進入新時代取得的重天標志性戰略成果，凝結著一代代航天人接續奮斗的心血，飽含著中華民族自強不息的本色，對推進我國社會主義現代化建設和推動構建人類命運共同體具有重大而深遠的意義。

北斗系統造福中國人民，也造福世界各國人民

北斗的建成，舉全國之力；北斗的發展，集民眾之智；北斗的應用，惠民生所需。北斗衛星導航系統可以在服務區域內任何時間、任何地點，為用戶確定其所在的地理經緯度和海拔高度，并提供雙向短報文通信和精密授時服務等三項主要功能，可廣泛應用于船舶運輸、公路交通、鐵路運輸、海上作業、漁業生產、水文測報、森林防火、環境監測等眾多行業，以及軍隊、公安、海關等其他有特殊指揮調度要求的單位。通過提升各個行業的信息化水平，導航定位產業促進了國民經濟的發展，并為社會生產生活安全提供了有效保障。

作為北斗能力的集中體現，北斗高精度正成為一項面向大眾、觸手可及、隨需而用的公共服務，如同水、電、氣一樣，正源源不斷流向各行各業，進入普通人的生活。通過衛星導航，可實現對貴重貨物或危險品運輸的遠程跟蹤與監管，安裝北斗衛星導航終端設備的車輛，支持實時查詢貨物位置或到達信息；基于北斗衛星導航系統，無人駕駛收割機與無人駕駛卸糧車組成的收獲機系統，能實現糧食收割過程自動化；有了北斗終端，可以幫助漁民通過手機實現并網運行，滿足海上通信需要，同時為沿海島礁信息傳輸提供了非常好的手段；基于北斗系統開發的“漁船監控調度系統”，可以實時將船只的位置信息通過北斗衛星傳輸至漁業管理部門的監控中心，為遠海漁業的安全作業提供保障。此外，北斗系統在海上溢油環境監測、海洋剖面浮標觀測、海上搜救等方面也有成熟應用，在南方抗擊冰凍災害，四川汶川、青海玉樹抗震救災，北京奧運會和上海世博會中也發揮了重要作用。

隨著北斗高精度和人工智能、大數據、云計算、5G通信等新技術的結合，北斗應用從衛星導航定位延伸到了工業互聯網、物聯網、車聯網等新興應用領域，涌現了北斗共享單車、北斗魔盒、北斗時空表、北斗約車、“北斗菜”、“貨車幫”等產業新生態。北斗已不僅是衛星導航系統，更是泛在、融合、智能的綜合時空服務體系。數據顯示，截至2022年上半年，北斗已經在20多個行業（領域）實現應用。

在國際合作與交流方面，北斗也已走出國門，加速融入世界，為多系統實現共贏、全球用戶享受更加高效可靠服務作出中國貢獻。目前，北斗已加入國際民航、國際海事、3GPP（第三代合作伙伴計劃）移動通信三大國際組織，并為全球提供免費搜索救援服務。

2021年9月16日，習近平主席向首屆北斗規模應用國際峰會致賀信強調，北斗系統造福中國人民，也造福世界各國人民。中國堅持開放融合、協調合作、兼容互補、成果共享，愿同各方一道，推動北斗衛星導航系統建設、推進北斗產業發展，共享北斗衛星導航系統成果，促進全球衛星導航事業進步，讓北斗系統更好服務全球、造福人類。

當前，世界上任何一個地方都能夠享受北斗系統開放、免費、高質量的導航、定位和授時服務。北斗衛星導航系統與美國、俄羅斯、歐洲衛星導航系統的兼容與互操作持續深化，全球已有100多余個國家和地區使用北斗系統。

傳承好、弘揚好新時代北斗精神

建立自主衛星導航系統，是幾代中國人的夙愿和追求。從立項論證到啟動實施，從雙星定位到區域組網，再到覆蓋全球，我國衛星導航系統建設歷經30多年探索實踐，一代代北斗人接續奮斗，走出了一條自力更生、自主創新、自我超越的建設發展之路，建成了我國迄今為止規模最大、覆蓋范圍最廣、服務性能最高、與百姓生活關聯最緊密的巨型復雜航天系統，成為我國第一個面向全球提供公共服務的重大空間基礎設施，為世界衛星導航事業發展作出了重要貢獻，為全球民眾共享更優質的時空精準服務提供了更多選擇，為我國重大科技工程管理現代化積累了寶貴經驗。

在北斗系統研制建設過程中，工程全線克服種種困難，探索出一條從無到有、從有到優、從有源到無源、從區域到全球的中國特色發展道路。陳芳允院士創造性地提出了“雙星定位”建設方案，用當時中國最成熟的航天技術，以最小的星座、最少的投入、最短的周期，實現了衛星導航系統建設的自主可控。孫家棟院士帶領北斗人創造性地提出了“分步走”戰略：先試驗后建設，先國內后周邊，先區域后全球。60多年來，他主持我國月球探測、北斗導航衛星系統等重大航天工程的研制工作，為我國突破人造衛星技術、衛星遙感技術、地球靜止軌道衛星發射和定點技術、導航衛星組網技術和深空探測技術作出了重大貢獻。

北斗衛星導航系統由衛星、火箭、發射場、測控、運控、星間鏈路、應用驗證等七大系統組成，是跨部門、跨學科、跨行業、跨地域的復雜系統工程。據統計，工程啟動以來，在全國范圍內先后調集了400多家單位、30余萬名科技人員參與研制建設。國內衛星導航與位置服務領域企事業單位數量在14000家左右，從業人員數量超過50萬，共同譜寫了“舉國上下一盤棋、千軍萬馬大會戰”的動人篇章。每次發射，無論白天黑夜還是酷暑嚴寒，發射首區和火箭殘骸落區多地的數十萬人民群眾都自覺服從大局，積極進行疏散。每逢重要節點，數以方計的公安干警、警衛人員和通信、電力、氣象、交通、醫療等行業人員堅守各自崗位，共同筑起堅固的安全保障…·

寂寞的科研攻關，艱難的現場試驗，航天人為之付出了大量心血；群山深處，浩瀚海洋，處處留下了他們艱苦創業的印記。

北斗衛星導航系統建設曾遇到制約其發展的瓶頸問題一信號快速捕獲技術難關，其核心關鍵技術歷經國內專家十年攻關仍未獲突破。1995年開始，國防科大博士生王飛雪、歐鋼、雍少為在導師莊釗文教授的指導下，僅用3年時間就攻克了我國衛星導航系統建設遇到的這一技術難題，一舉打破了國外在這一核心技術上的封鎖與壟斷，為我國擁有自主衛星導航定位技術作出了重要貢獻。現如今，團隊發展為一支技術實力強天的專業團隊，結出累累碩果：研制出了我國第一臺便攜式北斗用戶機；設計了北斗系統核心的軍用信號；承擔了北斗系統某核心模塊 9 5 % 的研制任務；承擔了北斗系統建設30 % 以上的地面任務量…

時間精度是衛星導航的命門，導航系統普遍運用原子鐘維持時間精度。過去，只有少數國家能制造高精度原子鐘。為盡早“讓中國的北斗用上最好的鐘”，我國組織了相關科研單位和企業，成立了3支研發隊伍同步進行攻堅。不到兩年時間，3支隊伍全都取得成功，自主研發出達到國際先進水平的原子鐘。

我國建設北斗系統時，當時最適合衛星導航的黃金頻段已被美俄全部占用。我國與同時希望建設自己衛星導航系統的歐盟，推動國際電聯從航空導航頻段中最天限度地擠出一小段頻率，提供衛星導航共同使用。這一小段頻率，是建設一個全球導航系統最基本的頻率需求，各國均可平等申請。2000年4月17日，北斗和伽利略系統同時成功申報。按照國際電聯規則，必須在7年有效期內成功發射導航衛星。2005年，歐盟發射了首顆伽利略導航衛星。此時，距北斗申請使用的頻段有效期只剩不到3年時間，如果不能在此期限內成功發射一顆導航衛星，頻段就只能拱手讓人。為保住2007年4月17日這一最后“窗口”，工程上下進行全系統總動員和大會戰，發揮集中力量辦大事的制度優勢，在全社會相關行業、領域、單位、人員的通力協作下，北斗人背水一戰，倒排工期，硬是將原定2007年底才能發射的首顆衛星，調整到2007年2月底，提前完成全部研制工作，最終拿到了進人全球衛星導航系統“俱樂部”的“人場券”。

中國的北斗系統走出了自己獨特的技術路徑，為國際衛星導航理論和體系建設貢獻了中國智慧。

北斗建設之初，衛星導航大國已占據優質導航頻率資源。北斗導航頻率設計和國際協調首席專家譚述森創造性提出的衛星導航信號兼容性評估準則，證明了北斗與其他衛星導航系統頻率可以重疊，贏得了頻率共用的“世界共識”，堅定了國家建設北斗系統的決心。多年來，他帶領頻率協調團隊與幾十個國家進行數百次協調會談，使北斗導航頻率占有量實現了從無到有，并躍居世界前列。北斗一代系統建設階段，譚述森又提出了集定位、通信和授時三大功能于一體的工程建設方案，豐富拓展了世界衛星導航理論實踐，使我國僅用兩顆衛星和地面高程數據庫就實現了本國及周邊地區的定位服務，使中國將國家安全和發展的命脈牢牢掌握在了自己手里。北斗二代系統，譚述森帶領團隊提出的集“定位報告”與“連續導航”兩種技術體制于一體的總體架構，同時能解決“我在哪兒”和“你在哪兒”的問題（一般衛星導航只能知道“我在哪兒”）。北斗獨有的有源定位和短信服務，超越了常規衛星導航的發展思路，引領了國際衛星導航的發展方向。

為解決境外衛星的數據傳輸通道問題，北斗三號研制人員攻克了星座星間鏈路技術，在這項技術支持下，雖然“看不見”在地球另一面的北斗衛星，但用北斗衛星的星間鏈路同樣能與它們取得聯系，這是北斗全球導航系統建設的一天特色。作為北斗衛星導航試驗系統的特色和優勢，短信服務在系統建設時被接續。短信服務讓北斗衛星導航系統不僅可以告訴用戶什么時間在什么地方，還可以讓用戶告訴其他人自己在哪里。把短信和導航結合起來，是中國北斗的獨特發明。

在北斗導航系統研發建設過程中，凝結形成了“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、載人航天精神血脈賡續又具有鮮明時代特質的寶貴精神財富。

仰望星空，北斗璀璨。如同北斗指路，新時代北斗精神將持續伴隨著中國航天人奔赴星辰天海、勇攀科技高峰，也必將激勵全國各族人民在強國建設、民族復興偉天征程上不斷奮勇前進。