斗转星移定天地—— 北斗卫星导航系统工程总设计师孙家栋院士

王建蒙

自人类具有文明开始，就有关于北斗星的记载。在中国悠久文明的历史长河中，年复一年、日复一日地广为传颂着北斗星的美丽故事。北斗星由七颗亮星组成，形似斗勺，易于辨认，它类似勺头的两颗星直指北极星，被称为“指极星”。北极星能够帮助人们在广袤无垠的黑夜指点迷经、辨别方向。先祖们根据离地球最近最亮的北极星与北斗七星斗转星移旋转变化的关系，不仅认识了地球自转的方向，而且认识了春夏秋季冬四季交替的规律。一年365天里，随着北斗星斗柄方位的变换，为人们报晓季节变换。古人云：斗柄东指，天下皆春；斗柄南指，天下皆夏；斗柄西指，天下皆秋；斗柄北指，天下皆冬。先祖们奠基的“极星不动，斗转星移，天道左旋”天文认知，不仅为世代留下发展天文科学的丰厚遗产，而且运用北斗七星把握方向、认识天、地、人之间的和谐关系方面，更为后人留下了宝贵的精神财富。

卫星导航大课题

人们利用太阳、月球和其他自然天体来定位导航的历史至少已有数千年。自然界的北斗星为地球人类定位导航那是人们几千年来孜孜不倦观测探索的天体宇宙神功，而现代科学技术的发展创造的人造天体定位导航则给人类带来新的文明。早在19世纪后半叶，人们曾提出利用人造天体实现定位导航的设想，而真正实现这一设想是1964年美国建成的“子午仪”卫星导航系统，该系统建成后首先交付海军使用，三年后转向民间开放使用。采用导航卫星对地面、海洋、空中和空间用户进行导航定位的技术应用被称为卫星导航。卫星导航综合了传统导航系统的优点，真正实现了各种气象条件下全球高精度被动式导航定位。特别是时间测距卫星导航系统，不但能提供全球和近地空间连续立体覆盖、高精度三维定位和测速，而且具有很强的抗干扰能力。

早在20世纪90年代初，当时的中国卫星已经进入全面应用阶段，卫星导航定位系统对中国的持续发展和国家安全具有重要意义。孙家栋与时任国防科工委副主任沈荣骏中将探讨这一问题时，两人竟不谋而合都正在思考着这一问题。这两位具有强烈责任感的时任主管部门领导经过分析后敏锐地认为：“一个快速发展的强大国家，拥有自主知识产权、独立自主控制的卫星导航定位系统，对国家安全、对军队保障非常重要，它的价值和厉害关系是无法用普通数字衡量的，对民间应用市场的经济价值也是无法准确估算的。”为此，早在那个时候，沈荣骏与孙家栋就联名致信中央军委委员、总装备部时任部长曹刚川，阐明了他们对国家发展卫星导航系统重要意义的分析以及实现方法和途径的建议。曹刚川对此予以高度重视和支持，有效地推动了中国卫星导航系统工作的开展。沈荣骏与孙家栋的建议虽然在当时的学术界也引起不同意见和争议，但随着论证的深入，争议的焦点也逐步明确，为工程实施起到了积极作用。

早在1983年，两弹一星功勋科学家，著名电子学家陈芳允就提出既能从客观上满足我国迈出卫星导航自主研发第一步，又可以克服资金不足少花钱办成事的需求，利用两颗地球静止轨道卫星就可以初步实现区域快速导航定位的“双星定位”理论。孙家栋与沈荣骏响应陈芳允的这一思路，而且从具体的工程应用方面积极推进中国卫星导航计划的立项工作。当时，美国全球定位系统，俄罗斯格罗纳斯系统均已趋于成熟，欧洲伽利略系统呼声甚高。

与任何一项宏伟计划的发展蓝图相类似，中国北斗卫星导航工程的立项、实施同样离不开天时、地利、人和的机遇。此时的中国，社会建设和谐稳定，经济发展平稳快速，科技队伍充满活力、人才辈出，综合国力明显增强，人民生活显著改善，国际地位日益提高。而当时周边环境也面临着变幻莫测的错综复杂局面。国家发布的国民经济和社会发展规划纲要中明确提出：“按照产业集聚、规模发展和扩大国际合作的要求，加快促进高技术产业从加工装配为主向自主研发制造延伸，推进自主创新成果产业化，引导形成一批具有核心竞争力的先导产业、一批集聚效应突出的产业基地、一批跨国高技术企业和一批具有自主知识产权的知名品牌。”以及“坚持军民结合、寓军于民、强化基础、自主创新的方针，加快国防科技工业转型升级，提高科技创新能力，开发军民两用技术和产品。”国家的这些大政方针是北斗卫星导航工程发展蓝图的根本保障，促进了中国卫星导航系统的发展进度。

目前，全世界已经建设使用的卫星导航系统共有4个独特的系统：

（1）美国全球定位系统。美国全球定位系统（GPS，Global Positioning System）是经过20余年试验研究，1989年2月4日发射成功第一颗GPS卫星，1994年达到全球98%覆盖率的GPS系统，将24颗卫星布置在地球互成30°的6条轨道上，轨道高度20200公里，实现了地球上任何一点目标均可监测到超过4颗卫星。

（2）俄罗斯格罗纳斯系统。（GLONASS是俄语中“全球卫星导航系统Global Navigation Satellite System”的缩写）。该系统起步早于美国全球定位系统，于1995年完成了GLONASS导航卫星星座的组网布局。系统由30颗卫星组成，其中27颗工作星和3颗备份星均匀布置在相隔120°、高度10100公里的3个轨道平面上。由于卫星寿命只有5年，耗资巨大补网困难，目前尚难以独立组网运行。

（3）欧洲伽利略卫星导航系统。伽利略（Galileo satellite navigation system）卫星导航系统是由欧盟研制和建立的全球卫星导航定位系统，于1999年2月由欧洲委员会公布，由欧洲委员会和欧空局共同联合负责。系统由30颗卫星组成，其中27颗工作星，3颗备份星。位于3个倾角为56°的轨道平面，轨道高度23616公里。2012年10月，伽利略全球卫星导航系统第二批两颗卫星成功发射升空，计划于2013年完成全系统组网，期望早日开始正式运营。

（4）中国北斗卫星导航系统（BDS，BeiDou Navigation Satellite System），是中国自主建设、独立运行，与世界其他卫星导航系统兼容共用的全球卫星导航系统。系统建成投入运营，可在全球范围内全天候、全天时，为各类用户提供高精度、高可靠的定位、导航、授时服务。

北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户终端三部分组成。空间段包括5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星。地面段包括主控站、注入站和监测站等若干个地面操作控制站组成。用户终端由北斗用户终端以及与美国全球定位系统、俄罗斯格洛纳斯系统、欧洲伽利略系统等其他卫星导航系统兼容的终端组成。

中国卫星导航系统建设列入国家科技重大专项，实施“三步走”发展战略。

第一步，2000年采用双星定位理论首先建成北斗卫星导航试验系统，使我国成为继美、俄之后世界上第三个拥有自主卫星导航系统的国家，突破我国自主卫星导航系统的有无问题。第一步已按计划于世纪之交圆满完成。

第二步，2012年建成拥有10颗以上在轨运行卫星，组成区域北斗卫星导航网络系统，形成区域覆盖能力，开通亚太地区的正式运营，为亚太地区民众提供定位、导航、授时以及短报文通信服务。第二步计划也已按计划实现了对外的承诺。

第三步，2020年左右，拥有并陆续发射补齐5颗地球同步轨道卫星和30颗非静止轨道卫星，建成全球卫星导航定位网络，形成全球覆盖能力。与此同时，完成全球性运营管理及用户终端开发工作。

1994年12月，北斗卫星导航工程研制、建设工作全面启动，孙家栋被任命为“北斗导航试验卫星”工程总设计师。2000年随着第一步计划的顺利完成，工程由试验阶段正式转入应用实施阶段。2004年5月，孙家栋被正式任命为“北斗第二代导航卫星”工程总设计师。

中国的北斗！

独立自主的系统！

惠及全人类！

战略上宏伟、超前，战术上细致、缜密。孙家栋从北斗工程一开始就紧紧盯住卫星网络和用户终端市场同步协调与相互促进，他就是这么一个拿得起，放得下，具有大智慧的人，他指出：“全球卫星导航系统已成为经济社会不可或缺的空间信息基础设施，它将惠及人类生活和经济发展。”

从北斗卫星导航工程确立目标到工程建设全面展开，北斗卫星导航工程办公室始终按照国家科技重大专项发展战略，把握各系统间的协调性、前瞻性和科学性，在完成眼前每一项具体工作的同时，尽可能地为后续发展留有充分空间。总设计师孙家栋用以下三点来概括具有中国特色的北斗导航系统：

第一，发展这样一个大型的工程，从它一起步就要确立三步走发展战略规划，既结合当时的实际情况，又要有一个长远的目标。

第二，有一个非常重要的中间环节，那就是建设区域导航系统，这是我们的一个非常大的特色。世界上各个国家，美国也好，欧洲也好，俄罗斯也好，一开始就是全球的，当然他们是根据他们国家的经济建设特点来确定的。

第三，北斗有一个短报文通信功能，非常巧妙地把导航定位和信息传递这两个功能结合起来。执行任务过程中定位者和指挥者之间变被动联系为主动联系，这个效果是非常好的。

卫星导航系统是重要的空间信息基础设施。中国高度重视卫星导航系统的建设，一直在努力探索和发展拥有自主知识产权的卫星导航系统。我国在实施北斗卫星导航系统建设过程，始终遵循建设与发展，以应用推广和产业发展为根本目标，不仅要建成系统，更要用好系统，强调质量、安全、应用、效益的建设原则。

（1）开放性。因为北斗卫星导航系统的建设、发展和应用将对全世界开放，为全球用户提供高质量的免费服务，只有积极与世界各国开展广泛而深入的交流与合作，才能推动卫星导航技术与产业的发展。

（2）自主性。北斗卫星导航系统为中国自主建设和运行，拥有完全自主知识产权的全球系统，可以独立为全球用户提供高质量导航定位服务。

（3）兼容性。在全球卫星导航系统国际委员会和国际电联框架下，北斗卫星导航系统可以与世界各卫星导航系统实现兼容与互操作，使所有用户都能享受到卫星导航发展的成果。

（4）渐进性。中国将积极稳妥地推进北斗卫星导航系统的建设与发展，不断完善服务质量，并实现各阶段的无缝衔接。

针对今后北斗卫星导航工程的发展，孙家栋指出：“国家投入巨资，建起北斗导航卫星网络，现在向亚太地区，将来向全球发送免费信号、提供免费服务，而可望回收效益的终端接收设备市场如果被国外抢占了，那将是我们很大的失误。形象点说，也就是我们免费提供的网络和信号，却让别人赚走了大把大把的钱。一定不能出现这种状况，一定要想办法在未来终端产品环节投入更多力量，要花大气力研究开发全球不同情况、不同状态的终端接收设备和产品，这个问题从工程实施一开始就应当给以高度重视。”

目前，第二步的目标已经实现。然而，从现在起到2020年，仅仅只有不到8年时间，孙家栋勉励年轻一代首先要树立信心。要认识到，在如此短的时间内建成全球系统，不仅需要精锐的科技人才队伍，需要强大的资金支持，而且需要克服和解决许多系统间可能出现的问题：

（1）做好调查研究，准确理解和满足用户需求，按照目前制定的研制总要求，严格落实卫星的设计工作，确保全球系统性能、可靠性指标要求，满足卫星与运载火箭技术接口要求。

（2）在卫星设计的验证技术方面，元器件的选择方面，卫星试验与考核方法等环节，要层层把关，采用科学的手段和方法抓好质量，抓好进度。

（3）在区域系统建设的经验基础上，优化整个技术状态控制方法，在认真执行已有规范的同时，对可能出现的新情况实时修改和制定有效措施。

（4）在批量生产方面，做好资源保证。确保在8年内完成30多颗卫星的研制、生产、发射、运营、管理。与此同时，全球运营管理以及用户市场开发同步就绪。

（5）充分考虑工程大系统间的组织协调。实时解决卫星、火箭研制与发射场、测量控制、运营管理控制等系统间出现的没有意料到的技术和管理难题决。

惊心动魄布北斗

北斗卫星的每次发射都牵动着孙家栋和广大参试人员的心。2000年10月31日，长征三号甲运载火箭将第一颗北斗导航试验卫星发射送入地球同步轨道。仅仅时隔50天，2000年12月21日，第二颗北斗导航试验卫星也用长征三号甲运载火箭发射送入地球同步轨道。至此，标志着我国将拥有了自主研制的第一代卫星导航定位系统。这个系统能够全天候、全天时提供卫星导航信息，主要为公路交通、铁路运输、海上作业等领域提供导航服务。这个系统的投入使用，不仅可以满足国内卫星导航需求，对我国经济建设起到积极推动作用，而且使我国成为继美、俄之后世界上第三个拥有自主卫星导航系统的国家，突破我国自主卫星导航系统的有无问题。

2003年5月25日和2007年2月3日第三颗和第四颗北斗导航试验卫星相继发射升空，作为第一代卫星导航轨道替补和备份。

国家总体实力的提升和航天产业的快速发展加速了北斗导航系统的建设。自2007年4月14日第一颗北斗二代卫星发射升空，至2012年10月25日，在短短的5年内便将16颗卫星全部布置在广袤太空的预定轨道。

2010年的一年间5颗北斗导航卫星成功发射；2011年8个月间又有3颗北斗导航卫星在太空安家落户；2012年的8个月内更是有6颗卫星在太空开始了为亚太地区的造福行动。8个月内四次发射的其中两次都是采用一箭双星的发射方式，并且发发成功。

说起北斗导航卫星系统的建设历程，说到北斗导航卫星的发射，孙家栋如数家珍，慈祥、兴奋的面部一幅兴高采烈、喜上眉梢的表情。

然而，每一次重大节点跨越的历程都有无数的艰难险阻，每一次成功的背后都会出现惊心动魄的历练。这一次次艰难险阻和惊心动魄的降临都难以预料、都不以人的意志为转移，不仅是对所有研制、试验人员的考验，更是增添了孙家栋这位总设计师肩上的重担和责任。

2007年2月3日子夜，这个钟点正是人们生物钟昏昏欲睡的时间，但孙家栋肩上的北斗重担已悄悄地将他身体的睡眠生物钟调整为兴奋状态，坐落在发射台上的长征三号甲运载火箭、火箭顶端的第四颗北斗导航试验卫星以及一直延伸到太平洋的测量控制系统全部进入发射前的紧张状态，孙家栋的精神虽然兴奋，但他的心底却很沉稳，因为火箭起飞前地面所有重要的技术状态检测结果和疑点他做到了胸中有数。当然，火箭发射不论是孙家栋，所有参加发射任务人员的内心都不可能轻松，科学试验总有人们经验不足、状态不同、认识不到的偶然情况。零时28分，火箭托举着卫星起飞了。约24分钟后，星箭分离，西安卫星测控中心传来的数据表明，卫星准确进入预定轨道。这是中国航天2007年的第一次卫星发射，也是“长征”系列运载火箭的第95次飞行。

但是，当人们还未从发射成功喜悦中平静下来的时候，西安卫星测控中心技术人员分析测量数据发现，卫星发射入轨后不久，卫星上的太阳能帆板出现故障，造成卫星失去控制，卫星消失在茫茫太空之中。此时卫星所处太空环境温度在零下约100度左右，没有电能，卫星内部的加热设备不能正常工作，卫星内部不能维持必要的环境温度，卫星极有可能会被冻坏，失去动力的卫星能否经受住复杂而恶劣的太空环境考验！

孙家栋的大脑神经一下子紧张起来，他立即召集科研人员分析研究，随即按照讨论的决策着手地面模拟试验。

科研人员计算推断，卫星按照目前的巡航状态，大约10天左右时能够使已经展开的太阳能帆板具有一定的太阳光入射角，卫星若能利用这点太阳光入射角获得一定能量，地面便有可能接收到卫星上发来非常有价值的遥测数据，这样便可以根据实测数据模拟卫星在轨状态，准确制定卫星抢修和恢复方案。

时间在人们焦急等待中一天天过去，奇迹在此时发生了！远望号测量船在严密监测中率先接收到卫星传来的遥测信号，接着，有关测控站也相继收到卫星的遥测数据。与人们捉迷藏似的消失了十几天的卫星，重新回到科研人员的掌控之中。此时正是中国传统春节的除夕，孙家栋率领科研人员顾不得春节假日，很快根据卫星的实测数据制定出抢修实施方案。航天研究所的科研人员与西安卫星测控中心的科技人员紧密配合，测控站严密监测，及时提供技术数据，科研人员立即进行地面模拟验证、状态复查。科研人员也很快发现，由于此时卫星所处轨道每天都在下降，他们及时将这一情况向总设计师作了汇报，孙家栋果断决定提前对卫星实施点火变轨。

西安卫星测控中心接到命令后，向卫星首次发出了发动机点火指令，卫星接收指令正确，准确完成变轨，成功进入新轨道，避免了卫星坠入大气层的危险。

4月11日，经过航天科研人员与西安卫星测控中心60天的联合奋战，他们攻克多项技术难关，第四颗北斗导航试验卫星故障已被排除，卫星运行姿态良好，星上仪器工作正常，已转入在轨长期管理。中国航天人又一次创造了奇迹！孙家栋疲惫的脸上又一次露出慈祥的笑容。

2007年4月14日发射第一颗北斗导航卫星时，是中国长征系列运载火箭的第97次飞行，到2011年7月27日发射第九颗北斗导航卫星时，已经是长征系列运载火箭的第141次飞行。中国航天在短短四年间就成功发射了44颗不同种类、不同型号的应用卫星，这在国际航天史上当属领先。但是，高密度、常态化的卫星发射，对航天科技人员的考验也将更高、更严。孙家栋感慨道：“自我国实施载人航天工程之后，对整个航天系统产品质量的提高、协调合作等有着非常大的帮助，这对北斗的建设起到非常大的作用。载人航天工程因为关系着航天员的生命安全，所以对系统可靠性要求非常高，进而带动了整个航天系统的产品质量提升。从这点也可以看出，载人航天工程实施的意义是非常重大的。但卫星发射数量的增加，也绝对增加了广大科技人员的压力。”

孙家栋担任中国北斗卫星导航工程总设计师以来，在西昌发射现场组织指挥了14次北斗卫星发射，每次发射至少要亲临西昌卫星发射现场两次。自2007年4月14日发射第一颗北斗导航卫星以来，在短短5年多时间里，为了北斗卫星导航工程运载火箭、卫星、发射场、测控通信、地面应用这五大系统间的技术难关协调，测试疑点分析协调，研制进度协调，技术状态协调，技术变更协调……作为工程五大系统的工程总师，每当大的工程计划实施中大的节点，他都会亲临现场。在期间，他从北京飞向这里、飞往那里，单纯前往西昌指挥、决策“通信卫星”、“气象卫星”、“北斗导航卫星”、“探月卫星”等数十颗卫星发射，空中飞人似的在空中穿梭飞翔足足超过100次。如果西昌机场举办年龄最大、进出最多评选活动，孙家栋绝对可被评为“冠军”、“榜首”、“第一名”！不过，要说第一名，孙家栋的第一名可就太多了。

孙家栋频繁进入卫星发射中心，卫星发射让他与发射中心结下了深厚的感情。发射场的领导和技术人员认为孙家栋既是总设计师，也是忘年交朋友，既是老师，也是领导，更重要的一点，孙家栋是当今中国航天界泰斗级的科学家，他在发射现场坐镇，大家心里更为踏实。

2011年7月27日，中国第九颗北斗导航卫星按计划执行发射任务。凌晨4时，距离预定发射时间已经不足两小时，火箭已经进入不可逆转的倒计时程序。但此时发射场漆黑的夜空乌云低沉，伴随着闪电袭来的滚滚雷声一阵阵划破发射场上空，磅礴大雨从黑压压的空中向发射场倾泻。孙家栋与发射中心主任李尚福、党委书记孙保卫在发射指挥控制室紧张地等候“老天爷”出现转机。作为发射中心的最高领导，孙家栋非常相信他们的决策指挥能力。西昌地区极为复杂的气象条件，尤其雷雨季节的恶劣天气严重制约了发射任务的实施，而2011年连续7次频繁发射却回避不了这个季节。发射场等待发射的火箭、卫星，航区数个测量控制站以及远在太平洋的航天测量船全部随着标准时钟每一秒倒计时递减。怎么办！

天上顶着雷声和暴雨！

倒计时！

发射窗口！

不可逆！

这既是一种历史的考验又是一个现实的重任，千斤重担沉甸甸地压在发射指挥室的各位指挥决策者的肩上，更是压在发射中心主任李尚福的肩上。李尚福虽然面部沉稳，但国家的大型航天任务让他内心异常沉重。当发射中心主任的眼神与总设计师的眼神相对的一瞬间，却有一种倍增的互相鼓舞。

此时，气象部门送来发射场上空的实时云图，训练有素的气象专业人员向李尚福汇报，根据雷电云层的变化趋势和移动速度，两大云团大约在5到6点间会在发射场上空产生一个缝隙。李尚福的大脑瞬间快速运转，他凭借在西昌发射场30年、参加指挥70次发射任务的经验和科学的判断，语调不高但沉着而果断地下达进入发射程序的命令。尽管发射控制室外雷声依然隆隆作响，雨点噼里啪啦不停，但发射场各个岗位井然有条。阴沉的清晨正是人们梦乡时刻，而孙家栋和他身边的指挥人员们大脑高度紧张，个个精神十足。

5时44分28秒，指挥员一声“点火”号令，长征三号甲运载火箭在稀稀拉拉的雨水中喷出耀眼的烈焰，这条呼啸的火龙托举着中国第九颗北斗导航卫星从两块雷电积雨云的缝隙中神话般地稳稳升空，片刻，两块云团汇集一起又是雷声大作，暴雨狂倾，但火箭已经穿过云端愈来愈快地向太空预定转移轨道飞驰。发射任务获得圆满成功。

卫星发射受诸多原因设定的发射窗口是人们熟知的，但在发射窗口内抢占雷电窗口则闻所未闻，在雷电间隙成功发射卫星，在中国乃至世界航天史上也是难以想象的。美国“发现”号、“奋进号”航天飞机因为天气原因曾数次推迟发射，2010年12月28日欧洲阿里安-5号火箭在圭亚那库鲁发射场由于天气原因而被迫推迟……世界航天发射史上由于气象原因导致发射失败的先例屡见不鲜。航天气象专家曾告诫，快速升空的航天器在雷雨中飞行被雷电击中后果不堪设想，而下落的雨滴如同出膛子弹般的强大威力对航天器会造成致命损害。航天发射牵一发而动全局，敢在恶劣气象条件发射必须具备绝对的科学判断和万无一失的决策能力。此时坐在西昌卫星发射中心指挥控制室指挥席中间位置的孙家栋，他环视指挥控制室四周的每位参加发射指挥人员，内心格外激动。

这位见证了中国航天事业发展全过程的中国北斗卫星导航工程总设计师曾经说过，航天的压力是与生俱来的，也是贯穿始终的，面对压力，最好的文化之道就是热爱，热爱我们的祖国，热爱我们的航天事业，热爱自己的工作岗位。此时，他不由自主站起来激动地说：“这次发射创造了恶劣气象条件下中国航天发射的新纪录。我们的指挥官有气魄，我们的操作人员技能高，我们的火箭抗干扰强。”中国自古就有句俗语“水火不相容”，发射场的射天人绝不是冒险，他们肩负着国家重任和人民的利益，他们的果断决策出自于经验的积累、科学的判断、强烈的责任感和使命感。

发射任务结束后李尚福说：“面对高密度发射，针对变幻万千的发射状态，我们发射中心必须做到稳中求快不盲动，快中求稳不出错”。大家惊叹这近乎哲学家的理论出自于这位发射场高级指挥员口中。李尚福以非常自信的表情沉稳淡定地说：“卫星发射本身就是辩证关系的实践，国家正在加紧创新型建设，发射场也必须跟上国家发展的时代步伐，单纯跟踪国内外先进技术已经不能满足我国可持续发展对航天发射的要求。发射场虽然地处深山，但我们的目光瞄准的是国际航天发射先进技术的前沿，我们把航天技术牵引和带动作用延伸到了发射中心的各个领域。虽说每次发射都有惊心动魄，但我们要必须做到遇事不惊，临危不乱。因为每次发射都代表着国家利益，代表着民族形象，我们的每一次发射成功都是对国家整体科技实力提升的贡献。”

又一次发射任务后，李尚福在发射场幽默地说：“我在发射场工作的30年间，西昌发射场总共实施了70次发射，我参加了西昌卫星发射中心的所有发射任务。到现在为止，我还从来没有在室外亲眼目送火箭的真实起飞，从来没有在外面亲耳听过火箭点火的轰鸣声。”

的确是这样，发射场奋战30年如一日，火箭起飞70次如一次，身在发射场，坐在火箭旁，却没有在室外看过火箭起飞，没有亲耳听过火箭轰鸣。这一点孙家栋体会更深，他见证了中国航天55年的全部发展历程，他同样也没有在室外看过火箭起飞，没有亲耳听过火箭轰鸣。因为每次发射，他们的岗位都在掩体、在山洞里的发射指挥控制室，他们只能通过电视、通过扬声器指挥发射。这种待遇绝对不是一般人能够享受到的。指挥卫星发射而不能亲眼所见火箭飞天，这绝对是发射场射天人的一种特殊待遇。

“确保发射成功”是发射中心一班人努力的方向，目标的追求，所取得的辉煌成就孙家栋的心里最清楚。

发射中心党委书记孙保卫说：“在航天发射征途上，人们往往惯于模仿、惯于跟踪，但为了应对高密度常态化航天发射的形势，西昌射天人建立了一整套现代化科学理论和应对措施。发射任务数量之多、发射密度之大、协调统筹之难、保障任务之重都是前所未有的。航天发射是高风险事业，颗颗螺钉连接航天事业，小小按钮维系民族尊严，任何一个小小的失误都可能对发射任务造成巨大影响。针对发射任务的实际情况我们研究制定了一系列综合措施，技术水平稳步提升，管理能力不断加强，人才队伍建设持续推进。我们采用事业励人、环境育人、感情留人的思路提高各岗位人员的整体素质。科学决策、严谨作风和成熟心态使航天综合发射能力一步步地向新的目标迈进。”

成功已成为过去，每一项关键性的举措都意味着责任和风险同在，“准时准点发射”、“零窗口”、“零缺陷”、“零故障”是西昌卫星发射中心保证成功的又一管理思路。在发射任务每个环节实现组织指挥零失误、技术操作零差错、设备设施零故障、任务软件零缺陷、数据判读零遗漏，使发射中的每个步骤都有章可循，有据可依。

孙家栋在发射场还见到了卫星发射中心主管发射任务的赵民副主任，乍一看，他原来棱角分明、白净脸庞黑里透红，那是发射场高原强烈阳光的晒灼，他干裂的嘴唇和脱皮的面颊可以想象出一颗接一颗卫星发射的辛劳。

赵民毕业于国防科技大学自动控制专业，早在20多年前就曾在酒泉卫星发射中心发射控制台担任重要岗位，后来调入北京总部机关卫星、火箭主管部门担任领导职务，拥有扎实的卫星、火箭技术功底，具有丰富的航天发射组织指挥、计划协调经验，他话语不多但思维清晰，面色和善但性格刚毅。一谈到卫星发射，赵民的脸色顿时职业性的充满严肃。他说：“为了确保高密度卫星测试发射的安全可靠性，发射场进行了技术厂房改造、测试设备更新，软硬件设备优化、完善、升级等一系列技术保障措施。2010年发射中心迎来了210名大学生和研究生，这些蓬勃向上的年轻人为我们带来了朝气和希望，他们有幸经受了一次次发射任务的实际锻炼，能力和技术水平得到不断提高，更为可贵的是通过发射任务使他们的思维意识快速融入射天人的精神世界，成功已成为过去，这里永恒不变的是确保发射成功的责任感、自豪感和为了实现这一目标的神圣追求”。

发射中心总工程师陶钟山也感慨地说道：“发射中心从2012年4月开始平均每个月发射一次，正在完成有史以来最繁忙的发射任务，创造了在同一发射塔架上间隔18天成功发射两颗卫星的记录，并且在2012年内要为国外客户发射三颗大容量通信卫星。这一次发射成功显示了西昌卫星发射中心综合发射试验能力跨上了一个新水平。”

西昌卫星发射中心一班人在发射任务中的出色指挥决策能力令总设计师孙家栋十分欣慰。情系发射场、魂系卫星发射是每一个深山沟走出来的射天人内心的秘密。30多年前，自国家确定在西昌卫星发射中心发射我国自主研制的通信卫星开始，气象卫星、外国通信卫星、探月卫星、北斗卫星，孙家栋进出西昌数百次，他也见证了西昌射天人这个特殊的行业一批批人走出去，一批批新人开进来，前赴后继成就着伟大的航天发射事业。当年西昌第一次执行卫星发射任务时，那批来自全国高校近四百名大学生如今还从事这项工作的早已所剩无几。在发射场的火箭下，航天测量控制专家、高级工程师张授动情地透漏：“1973年他随山东籍1500名热血青年乘坐铁路闷罐子专列，翻过一个个大山河流，穿越一个个隧道，由齐鲁大地驰往这块神秘的山沟，为西昌卫星发射场的建设挥洒汗水，留下了不可磨灭的功绩，而目前还在这个领域工作的仅剩五百分之一的三人。”张授不论是在西昌、在洛阳还是在北京，几十年如一日，为了卫星、火箭的测量控制，为了外国承揽航天发射的测量控制站建设以及航天国际合作，张授的足迹踏遍北美、南美、欧洲、非洲、东南亚数十个国家。这位从西昌走出来的山东大汉为人厚道、性格耿直，在航天测量控制这个工作岗位上兢兢业业、认真负责、心细如丝，深受大家赞扬。孙家栋从西昌第一次发射卫星开始，亲眼见证了这里射天人的艰苦创业和发展历程，他与发射场情系情、心连心，更是结下了深厚的情谊。当孙家栋目睹火箭升空那一刻，从他双眸中迸发的便是他与射天人割舍不下的发射场情结。孙家栋看到西昌射天人正以新的历史起点，以世界一流现代化航天发射中心为奋斗目标，站在当今航天科学领域的制高点，扩展思维、开发潜能、与时俱进，不断取得了一个个辉煌成就，他深深感到，国家的实力促进了航天事业的快速发展，高密度的航天发射锻炼和造就了一代技艺高超的航天发射高级指挥决策者和卫星发射队伍。

卫星发射险象重生，几乎每次发射都会出现意想不到的问题，在以分秒计算的紧要关头，任何细小问题都会涉及到整个发射的成败。

2003年5月23日，第三颗北斗导航试验卫星发射前一天推进剂加注时，加注系统软件突发故障，加注被迫中止；发射进入射前倒计时3小时准备时，控制系统又突然显示线路有漏电现象！险象重生的危机关头，技术人员凭着练就的过硬功底，转危为安，确保了发射获得成功。

2007年4月14日凌晨4时07分，长征三号甲运载火箭托举着我国第一颗北斗导航卫星矗立在发射台上等待点火升空，正在此时，测试人员报告，火箭上一个供气连接器未按规定脱落！这时距火箭点火程序只剩4分钟，若在3分钟内不能脱落，火箭、卫星乃至整个发射场都将面临灭顶之灾。千钧一发之刻，发射指挥员临危不乱，1分钟内连续下达7道口令，相关岗位人员密切配合、准确操作，故障了排除，4时11分火箭准确点火升空，卫星发射又一次获得成功。

2012年4月30日，北京时间凌晨4时50分，中国首次采用一箭双星的方式将第十二和第十三颗北斗导航卫星同时发射到太空预定转移轨道。这是中国北斗卫星导航系统首次采用一箭双星方式发射导航卫星。

时间仅仅过去四个多月，2012年9月19日，北京时间凌晨3时10分，又采用一箭双星方式，成功将第十四颗和第十五颗北斗导航卫星送入太空预定转移轨道。以这种方式发射，是中国卫星发射史上真正意义的一箭双星发射，技术繁琐、环节复杂，不论是对火箭、卫星、发射场，对测量控制更是严峻的考验。发射圆满成功标志着我国火箭、发射、控制技术的日臻成熟。

艰难险阻，一个个排除！

惊心动魄，换来一次次成功！

这几个事例仅仅是频繁发射中的一偶，但足已看到航天发射惊心动魄，孙家栋这位耋耄之年的总设计师全部都在发射现场。他在发射场与大家共同奋斗，排除一个个艰难险阻，用惊心动魄，换来一次次发射成功，孙家栋觉得到了发射场就如同回到家，而发射场的科技人员更觉得孙家栋像一种精神、像一面旗帜激励着射天人人创造一个又一个奇迹。

坐镇西昌发射场

自2000年10月31日发射第一颗试验卫星，至2007年2月3日共发射了4颗北斗导航试验卫星。这4颗试验卫星在空中进行了充分的理论及实际验证，取得了完整的技术数据和工程经验。

从2007年4月14日发射第一颗北斗导航应用卫星至2011年12月2日，太空中已经成功地布了10颗中国自主知识产权的北斗导航应用卫星，中国已经初步具备了北斗卫星导航系统运行的能力。

2011年12月27日，北斗卫星导航办公室正式宣布向用户提供试运行。自此，北斗卫星导航系统建设即转入与应用推广并举的新阶段，并且逐步展开交通运输、气象、渔业、林业、电信、水利、测绘等应用领域的试运营。孙家栋抽出大量时间马不停蹄有针对性地前往有典型意义的使用北斗导航卫星的单位和企业。当他看到试运行服务以来，系统运行稳定，服务性能不断提升的现实，心底流露出一阵阵满意喜悦，当他看到北斗卫星导航系统定位精度平面实现10米，高程优于15米，测速精度达到0.2米/秒授时精度50纳秒的测试数据，已经产生了显著经济效益和社会效益时，更增强了他对整个工程正确性的信心，也更加增添了对后续发射成败的压力。他深知，即将发射升空的第16颗北斗导航卫星的成功对提升系统服务性能，扩大服务区域非常关键。这次发射也关系到中国自主设计、研发、空间布网、地面运营管理的阶段性检验，发射成功，将会顺利实现导航卫星向亚太大部分地区提供正式服务。

2012年10月25日，西昌卫星发射中心正在按计划实施北斗导航卫星发射任务。

这是2012年中国北斗导航卫星的第四次发射，也是西昌一年内连续发射的第六颗北斗导航卫星，孙家栋这位83岁的科技老人，9个月内为了卫星发射任务，已经7次进出西昌卫星发射中心。

孙家栋凭借几十年的航天工程经验，凭借几十年领导岗位练就的对航天工程敏锐娴熟的洞察力和祥和、果断的人格魅力，总是能在关键时刻找到关键问题所在，提出解决疑难问题的关键方法。

为了工程按计划实施，为了系统间互相不拖后腿，不影响工程整体进度，孙家栋倾注的心血令所有工程参与者有目共瞩，令航天界数十万科技工作者钦佩。在担任北斗卫星导航工程总设计师的18年中，他的陈旧性腰肌劳损屡屡犯病，剧烈的疼痛常常让他步履艰难；他大脑供血不足毛病每当疲劳至极便会发生头晕目眩，那种天旋地转的感觉让他难忍；他出现的皮肤瘙痒症令他不思饮食、夜不能寐，被紧急送往医院后使用激素控制了病情，拔掉输液针头从医院急忙赶往飞机场飞向西昌卫星发射场……这之中的辛酸苦辣孙家栋内心清楚，周围的同志们更清楚。但每每谈到这些，他说更多的却是对同志们的感谢、赞赏和鼓励，表现出的却多是疑难问题得到解决的兴奋和发射成功的喜悦。

22点33分，西昌卫星发射中心指挥控制大厅内发出震撼有力的声音：“各号注意，1小时准备！”

孙家栋查看完有关系统工作状态后，又一次神情专注、身板端庄地坐在了指挥位置，他身穿紫红色鸡心领羊绒衫、外套黑色夹克休闲衣，胸前挂着天蓝色挂带的发射任务通行证，他深邃沉稳的目光凝视着正前方的三块大型电子显示屏幕，三块屏幕上显示着不断变换的数据和画面，火箭、卫星、发射场以及有关系统发射前技术状态为发射指挥决策人员实时提供着各类信息。

一片宁静中传出“5分钟准备”的响亮指挥号令。

硕大的卫星发射指挥大厅内，虽然前面三排技术操作席上坐着几十人，后面的领导指挥席也就坐着几十人，但整个数百人的指挥大厅却异常安静，除了发射调度的扬声器里传出系统间的对话口令外，所有人员都注视着大屏幕上显示的图像和数据。

孙家栋听到5分钟准备的号令后，身子为之一振，连日奔波而疲惫的腰板不由自主地挺直，他双手习惯性的交叉紧握在一起，胳膊肘支撑在面前的指挥桌上，双眼目不转睛，两耳全神贯注地等待火箭点火的那一刻。

23时32分，又传出“1分钟准备”的指挥号令。

显示屏上显示着火箭上部的脱落插头一个个正常脱落，随着脱落插头脱落的画面，扬声器里传来揪动人心的“哧”、“哧”声和“脱落正常”报告声有条不紊地打破发射指挥控制室里发射前的宁静，液氢排气连接器脱落后弥漫着一片雾气，地面发射塔架与火箭连接的电缆摆杆随之稳稳地徐徐摆开到位，屏幕上火箭的画面由上部的局部推向全箭稳稳屹立在发射台上的全景，继而中间那面大屏幕上显示着长征三号丙运载火箭尾部六台液体大推力发动机喷口的特写镜头。

长征三号丙运载火箭是一枚三级大型液体捆绑式运载火箭，它采用适应性改造后的长征三号甲运载火箭作为芯级，增添两枚液体燃料助推器捆绑而构成。长征三号丙运载火箭除在一级捆绑有两个助推器外，其他技术状态与长征三号乙火箭基本相同。长征三号丙运载火箭由箭体结构、动力系统、控制系统、遥测系统、外测安全系统、滑行段推进剂管理与姿态控制系统、低温推进剂利用系统、分离系统以及辅助系统等组成，其地球同步轨道运载能力为3.8吨。全箭起飞质量345吨，一、二子级直径3.35米、助推器直径2.25米，三子级直径3.0米，卫星整流罩最大直径4.0米，全箭长54.838米。它的一子级、助推器和二子级均使用化学燃料偏二甲肼和四氧化二氮推进剂，三子级则使用超低温高效能的液氢和液氧推进剂。长征三号丙运载火箭于2008年4月25日首次发射飞行，成功地将中国首颗“天链一号”数据中继卫星送入太空。

“10-9-8-7-6-5-4-3-2-1！”

发射倒计时的号令逐秒递减声由发射场灌入西昌指挥控制室、灌入西安卫星测控中心、灌入北京指挥控制中心、灌入太平洋等待接收数据对卫星实施控制的远望号航天测量船所有参加发射试验任务的每个人的耳膜。每一秒的递减都使每一个人的心脏跳动凝聚在火箭发射升空的那一刻。

孙家栋交叉的双手松开又抱拳。虽然他经历过中国上百次航天发射的时刻，但每次发射的感觉从来没有过轻松，每次火箭点火前的那一刻都是异常的高度紧张。因为这一刻凝聚着太多人的心血，承担着太艰巨的重任，寄托着太神圣的使命，完成着国家太伟大的战略！

23时33分，一声“点火！”号令响彻指挥大厅，响彻发射场，同样一直响彻到西安卫星测控中心，响彻到北京指挥控制中心，响彻到远在太平洋海域的远望号远洋航天测量船。

孙家栋屏住呼吸，看着六台火箭喷口喷出了猛烈的火焰，随着震耳欲聋的呼啸声，火箭离开发射台笔直地向空中冲刺，孙家栋的呼吸随着火箭的呼啸紧张而急促。此刻点火起飞的长征三号丙运载火箭是短短四年间的第十次飞行，也是长征三号丙运载火箭第六次运载北斗导航卫星的实时飞行。

漆黑而宁静的发射场上空，6台火箭发动机同时喷吐产生出450吨巨大推力的火焰如此壮观，发动机喷吐火焰发出排山倒海般的呼啸震耳欲聋，呼啸声经群山的回声反射又一次发出如同礼花绽放的“噼里啪啦”巨响更是增添了神奇的震撼。孙家栋心里仍然在默默地倒计时，运载火箭和卫星由几十万个零部件制造组装，发射场全体参试人员精心调试、精心操作将火箭测试合格，吊装对接在发射台上，将合格的五种推进剂、三种特殊压缩气体加注到火箭“体内”……千军万马一枚箭，众志成城一颗星，这么长时间的精心准备就是为了这屈指可数的26分钟。从发射程序的技术设定来讲，火箭起飞离开发射台那一刻为倒计时与正计时的0点，此时火箭正在精准地按照理论设定的时序一秒、两秒、三秒、四秒、五秒、六秒……向太空飞行。火箭随着每秒一吨多燃料的消耗、箭体逐级分离脱落减轻自身重量、空中大气摩擦力减弱产生加速度，在短短20多分钟内达到冲出地球大气层，以每秒7．9公里的第一宇宙速度加速再加速。但孙家栋大脑里储存的数据却随着火箭到达预定轨道的飞行时序仍然倒计时递减。

也许具备大智慧的人都有随机换位思考和逆向思维的天赋。孙家栋多年养成了一个战略性思维和战术性实施的独特方法，当他的大脑在筹划战略规划时，总是立足发展眼光，从前瞻性、预见性、战略性和国家整体发展趋势的角度超前思维确定宏伟蓝图的正计时，而当落实每一项具体计划时，总是立足现实一丝不苟、抓大放小、疏而不漏、严肃认真、周到缜密，以完成任务的目标为0点而倒计时，每完成一个步骤如同缩短了倒计时的距离。火箭已经远离发射场，整个指挥控制大厅又是一片宁静，火箭飞行时间在一秒一秒递增，孙家栋内心的企盼在一秒一秒递减。

⊙火箭起飞10秒，火箭按照箭上计算机设定的程序，准确实施了程序转弯，火箭向东偏转，加速飞行。

⊙火箭起飞128.991秒，大屏幕显示屏上的示意图给出了优美的助推器分离画面。

⊙火箭起飞146.659秒，大屏幕显示屏上的示意图给出了一级与二级火箭级间孔隙喷出火焰的画面，随之显示出一级与二级火箭分离的画面。

⊙火箭起飞258.659秒，大屏幕显示屏上的示意图是像贝壳张开似的把火箭顶端的整流罩分开向两侧抛去。

⊙火箭起飞334.000秒，二级火箭与三级火箭顺利分离，在此瞬间火箭三级发动机准确点火成功。

⊙火箭起飞650.605秒，为了有效利用火箭飞行的能量，箭上计算机对三级发动机实施关机，火箭靠惯性滑行飞行。

⊙火箭起飞1323.242秒，箭上计算机对三级火箭发动机实施第二次点火，三级火箭携带着3吨多重的北斗导航卫星向浩渺太空加速冲刺。

⊙火箭起飞1474.866秒，三级火箭发动机完成了全部飞行使命，准确关机。

⊙火箭起飞至1574.866时，指挥控制大厅的调度扬声器里传出“星箭分离，卫星已成功进入预定转移轨道，此次发射获得圆满成功”！

孙家栋情不自禁地从坐席上起身，与所有参试人员一起热烈鼓掌。卫星发射成功之刻是指挥控制大厅最热闹、最风光之时，相机快门咔咔响，闪光灯亮光划过，记者采访忙做一团，大家情绪高涨、兴高采烈地盛情邀请孙家栋与他们一起在“祝贺第16颗北斗导航卫星成功”的字幕下合影留念。随即，淡定、低调的孙家栋趁大家不注意，向紧随身边的秘书李钢送去眼神，默默从大厅的旁门悄悄离开指挥控制大厅。

发射前一环扣一环的高度紧张，火箭起飞后一秒一秒递减26分钟的漫长时光，卫星准确进入预定轨道的初战告捷使孙家栋悬着的心暂时有了着落，但极度的疲惫袭来令孙家栋浑身散架一般。

第二天一早，孙家栋将要飞往西安卫星测控中心，他要在另一个现场与那里的技术人员一起，对远在36000公里外的卫星实施一系列的卫星飞行轨道测量、计算、发出卫星上发动机点火指令、接收卫星轨道变化后的准确轨道数据，判断变轨后卫星的工作状况。随后，还要对轨道运行的卫星各系统进行在轨测试……

孙家栋的大脑跳跃性地沉静在科学的思维、细致的计划、严格的安排、准确的程序之中。

宏图大略初告成

2012年10月26日清晨，天还没亮，孙家栋便来到西昌青山机场，停靠在停机坪的发射任务专用飞机的发动机已经隆隆转动，孙家栋一行登上飞机、舱门关闭后，连日来的紧张和疲惫让孙家栋又进入朦胧状态。当他乘坐的飞机徐徐降落在西安机场触地的一刹那，孙家栋的大脑顿时清醒，他的思维从卫星发射入轨已经转移到对轨道卫星实施控制的另一个范畴。自凌晨发射的北斗导航卫星进入轨道后，仅仅过去10个小时，孙家栋的双腿便步入西安卫星测控中心的指挥控制大厅。他的目光又凝视在大屏幕显示着远在36000公里之遥的卫星运行轨迹上。西安卫星测控中心的科技人员对孙家栋等领导进行了简短汇报，针对这次卫星测控技术状态的新变化和复杂的控制过程等特点，西安卫星测控中心采用了创新任务组织指挥模式，对变轨控制和姿态控制等计算方案进行了设计改进，进一步优化了卫星变轨的新方案。火箭点火飞行后，西安卫星测控中心及所属测控站随即展开接力式跟踪测量控制，星箭分离后，测控中心在第一时间精确计算出了卫星轨道，卫星成功入轨。接着，孙家栋参加指挥了对卫星的各项控制操作，卫星按照预定方案准确进入地球准同步轨道。

2012年10月30日，西安卫星测控中心对空中运行的北斗二号第16颗导航卫星实施四次远地点变轨和两个批次定点捕获，于11时41分成功定点于东经80.3°赤道上空。之后，卫星开始对卫星上各个分系统、子系统进行检查测试。孙家栋高兴地离开西安，随着飞机从西安机场起飞的那一刻，他的大脑思维又转向北斗卫星导航工程的整体运营服务。

孙家栋在广州召开的“第三届中国卫星导航学术年会”上曾经讲到：“卫星导航应用经历了从广度深度发展，到效用价值的提升，十几年来改变着人们的生活方式。互联网信息文明和现代商业模式的快速发展，推动着社会经济形态和信息产业的变革，也为卫星导航的应用创新提供了各种可能。北斗系统独立兼容体制，定位通信一体，独具特色的增强，建用相依的政策，将迎来最好的应用产业发展期。希望有志于卫星导航事业的各界人士，充分利用年会平台，交流卫星导航新理论、新方法和新技术，探讨惠及人类生活福祉和经济发展的应用途径，推动北斗走向应用，促进全球卫星导航系统的发展。”

孙家栋说，人造卫星的功能概括起来主要有三种：信息获取、信息传递、信息定位。其中信息定位包括空间和时间的定位，这便是北斗卫星所发挥的功能。它相比前两个功能，实现起来难度要大得多，必须是电子技术、航天技术、材料科学等前沿科学技术达到一定水平之后才能实现。另外，北斗导航绝对是国家战略计划的体现，当然，航天技术整体水平的发展和我国载人航天工程的实施，对北斗导航系统的建设起了非常重要的促进作用。卫星导航定位系统是国家重要的战略设施，是现代化、信息化的基本保障，必须拥有自主主权，依靠外国、依靠金钱是绝对买不来的。北斗系统的建成共需要三十多颗卫星，而卫星的寿命有限，一般10到15年就须发射新的卫星更换替代。一个国家建设这样高科技累积起来的复杂系统，必须有国家强有力的政策支持和长期的、大量的资金投入，才能保证工程的顺利进行。

孙家栋作为北斗卫星导航工程总设计师，考虑最多的还是站在国家整体利益的高度确定其战略意义。

（1）建设北斗卫星导航系统，是提高我国国际地位的重要体现。卫星导航系统的建设不仅需要雄厚的技术实力为依托，同时，还需要雄厚的经济实力作保障。也就是说，有技术没钱或有钱没技术，都不可能实施这样宏伟而复杂的航天工程。我国建设独立的北斗卫星导航系统，向世界展示了综合国力和技术实力，不仅可以从根本上摆脱受制于人的局面，而且对于提升我国的国际地位和国际影响力具有重大意义。

（2）建设北斗卫星导航系统，可以强有力地促进和推动经济社会发展。卫星导航系统是服务于众多国民经济领域，带来巨大经济利益的产业链。卫星导航系统的广泛应用正在向人们提供产业应用效益方面的信息，卫星导航产业已成为继移动通信和互联网之后，全球第三个发展最快的电子信息产业。一个国家如果没有自己独立的卫星导航系统，其中庞大的经济利益产业链将断送他人之手。

（3）建设北斗卫星导航系统，是推动我国信息化建设的重要保证。随着社会和经济的发展，卫星导航系统越来越渗透到社会和人们的生活之中，如果没有自主可控的卫星导航系统，国家信息安全将缺少可靠的保障。北斗卫星导航系统作为国家重要的空间信息基础设施，是国家的战略性新兴产业，对于转变经济发展方式、促进国家信息化建设、调整产业结构、提高社会生产效率、转变人民生活方式、提高大众生活质量，都具有深远的意义。

（4）建设北斗卫星导航系统，是应对重大自然灾害的生命保障。当重大灾害突然袭来，卫星导航系统在抢险救灾的作用凸显。如重大地震等灾害发生后，地震区域的所有地面设施将可能丧失功能，而卫星导航系统却可在应急设备配合下及时报告灾害位置，北斗卫星的短报文功能，可及时为抢险救灾提供有效支持。

（5）建设北斗卫星导航系统，可进一步发挥武器效能，增强国家安全保障能力。目前使用的卫星导航系统，初始动机均出自于军事用途。美、俄(苏)的两代卫星导航系统都是冷战条件下的产物，欧洲的伽利略系统本身就是欧洲独立防务计划的一部分。随着科技的发展，武器装备的智能化水平不断提高，对导航定位卫星的依赖程度也在不断提高，如果没有自己的导航卫星系统，在紧急情况下，一旦拥有导航定位卫星系统的国家关闭系统，性能再高的武器装备也无法发挥效能。

（6）建设北斗卫星导航系统，是有效利用空间频率资源的重要举措。按照联合国国际电信联盟的规则，卫星频率的使用权属于先发射的一方。尽早发射导航卫星，不仅是技术积累的需要，也是主权国家频率资源占有的需要。北斗卫星导航系统作为国家重大专项工程，对于维护和拓展我国空间轨道和频率资源，争取主动，具有重大意义。

（7）建设北斗卫星导航系统，是我国履行航天国际责任的需要。北斗卫星导航系统不仅属于中国，也为世界所服务。北斗卫星导航系统的建设，争取到了新的卫星导航频率资源，为系统发展和应用开辟了新的空间，对全球航天领域的竞争与合作起到了推动作用，对系统的合作发展起到了有效的促进作用。

（8）建设北斗卫星导航系统，对提升中国航天的能力，推动航天强国建设意义重大。在现代社会，航天技术的重要作用是其他技术无法替代的，航天产业对于推动经济社会发展效果明显。发展北斗卫星导航系统将进一步为中国航天的后续发展提供相应的技术储备。

发射成功的第16颗北斗导航卫星是北斗区域卫星导航系统组网的最后一颗卫星，它的成功将极大地促进中国在国际导航卫星领域竞争的主动性，区域导航系统建成投入运营，亚太地区的广大民众将距北斗导航时代也越来越近。这次发射成功，在国际领域又一次引起强烈反响。美国《航天新闻》网站发表文章声称，中国发射第16颗北斗导航卫星，将维持其自主研发的卫星导航系统建设中的一个关键性阶段，这针对美国的GPS在全球的霸主地位形成进一步挑战。美国《今日美国》、英国《卫报》、日本《读卖新闻》也纷纷对中国北斗卫星导航系统完成亚太组网进行了相关报道，评价这个航天科技近年来所取得的进步，并期待着北斗卫星导航系统今后能够更好地服务于亚太地区乃至世界各个国家的人民。

孙家栋组织工程五大系统进行了认真细致的分析、研究和总结。大家一致认为，北斗卫星导航工程建设从创新复杂系统工程管理模式、优化科研生产管理体系、强化精细化质量管理措施，以及加强人才队伍建设等方面都取得了很大的进步。是继载人航天工程之后，我国航天科技工业能力的又一次全面提升。在技术方面，依靠自主创新，突破了一箭双星发射、多星组网、高精度星载原子钟、卫星抗空间辐射加固等多项关键技术。

在管理方面，探索实践了一套行之有效的组批生产和测试管理方法，质量控制在继续坚持“双五条”等事后归零措施基础上，进一步加强了预先控制和过程控制精细化质量管理，同时针对航天发射高风险特点，全面推进航天型号风险分析与量化控制工作，保证了火箭和卫星连续成功。

在人才队伍建设方面，培养了一批具有国际水准的年轻优秀人才。型号总指挥、总设计师的平均年龄47岁，型号科技人员队伍的平均年龄34岁，一大批“70后”、“80后”科技人员崭露头角，已经成长为科研一线骨干力量。这支年轻且具有丰富工程实践经验的人才队伍，是中国航天在未来发展中最具国际竞争力的重要力量。

在对中国航天工业的创新发展方面，起到了有力的带动作用。北斗系统建设是航天科技工业转型升级的重大实践。在中国航天进入高密度常态化发射时期，2012年全年成功发射的了19箭28星（船、器）中，北斗卫星导航系统便有4箭6星。

2012年12月27日，国务院新闻办公室在新闻发布厅召开了北斗卫星导航系统新闻发布会。介绍了北斗卫星导航系统正式提供区域服务有关方面的情况，对记者提出的相关问题进行了解答。发布会宣告：北斗卫星导航系统是中国自主建设、独立运行，与世界其他卫星导航系统兼容共用的全球卫星导航系统，可在全球范围内全天候、全天时，为各类用户提供高精度、高可靠的定位、导航、授时服务。尤其是2012年一年内成功实施了4次发射，将6颗卫星布局在茫茫太空，扩大了系统覆盖范围，增强了星座稳健性，提高了系统服务精度。目前，在轨卫星和地面系统工作稳定，通过各类用户终端测试和评估，系统服务性能均满足设计指标要求。自今日起，北斗系统在继续保留北斗卫星导航试验系统有源定位、双向授时和短报文通信服务基础上，开始向亚太大部分地区正式提供双向高精度授时和短报文通信服务，其位置精度为平面10米、高程10米；测速精度每秒0.2米；授时精度为单向50纳秒的连续无源定位、导航、授时等服务。

卫星上天，开通应用，皆大欢喜，但如何真正应用于广大用户，如何真正展开服务、创造效益，则成为孙家栋亟待解决的心结，随着工程阶段性重点转移，他的重心也在转移。

据调查，交通运输行业具有移动性、线路长、范围广、分布点多等特点，目前的卫星导航民用用户大约90%集中在交通运输系统。为此，国家交通运输部2012年12月31日发出《通知》明确规定，从2013年1月1日起，专项启动北斗卫星导航系统第一个民用示范工程，在江苏、安徽、河北、陕西、山东、湖南、宁夏、贵州、天津共9个示范省市建设7个应用系统和一套支撑平台，安装8万台北斗终端，由交通运输部与总装备部联合组织实施，计划用2年时间，上述示范省市凡上路行驶的大客车、旅游包车、危险品运输车辆全部更新安装北斗兼容车载终端；所有新进入运输市场的重型载货汽车和半挂牵引车全部加装北斗兼容车载终端，并接入道路货运车辆公共监管与服务平台；鼓励农村客运车辆安装北斗兼容车载终端。从2013年6月1日开始，所有新进入示范省份运输市场的以上三类车辆及重型载货汽车和半挂牵引车，在车辆出厂前应安装北斗兼容车载终端。凡未按规定安装或加装北斗兼容车载终端的车辆，不予核发或审验道路运输证。与此同时，交通运输部还将结合春运检查工作对各地的落实情况进行监督检查。

孙家栋认为，任何国家性的工程都离不开政府的扶持和政策支持，交通运输部制定的这一强制性措施，为北斗区域性导航系统投入使用后营造了良好开端，这必将有效推进系统的应用，也必将以点带面、加速推广，必将更快、更好、最大限度发挥系统的经济效益。

2012年12月28日，中共中央、国务院、中央军委对北斗二号卫星导航系统开通服务发出贺电。贺电中指出，建设我国独立自主的卫星导航系统，是党中央、国务院、中央军委着眼国家安全和发展作出的重大决策。北斗二号卫星导航系统研制建设，凝聚了广大工程技术人员的聪明才智，体现了自主创新、团结协作、攻坚克难、追求卓越的北斗精神。该系统建成并投入使用，是国家和军队信息化建设的重要里程碑，是对我国经济社会发展的重要贡献，标志着我国卫星导航发展“三步走”战略的第二步取得了全面胜利，标志着我国在建立自主可控的卫星导航系统进程中又迈出了一大步，意义重大，影响深远。

目前，众望所归期盼的这一宏图大略已经初步告成。工程总体规划第二步计划的完成和提供正式服务，为亚太这块地球上人口最为密集地区生活着占全世界总人口五分之三的民众带来福音，使他们拥有了文明和美好生活的新选择。