北斗导航服务全球化生活
2019-03-02付冰冰
付冰冰
2018年12月31晚7时,中共中央总书记、国家主席、中央軍委主席习近平通过中央广播电视总台和互联网发表了2019年新年贺词,并向每一位科学家、每一位工程师、每一位“大国工匠”、每一位建设者和参与者致敬。习近平指出,这一年,中国制造、中国创造、中国建造共同发力,继续改变着中国的面貌。嫦娥四号探测器成功发射,第二艘航母出海试航,国产大型水陆两栖飞机水上首飞,北斗导航向全球组网迈出坚实一步。
从渤海湾的渔民到内蒙古草原的牧民,总书记提到的北斗导航系统已经成为人们生活中必不可缺的一部分。
北斗卫星导航系统(以下简称“北斗系统”)是中国着眼于国家安全和经济社会发展需要,自主建设、独立运行的卫星导航系统,是为全球用户提供全天候、全天时、高精度的定位、导航和授时服务的国家重要空间基础设施。
随着北斗系统建设和服务能力的发展,相关产品已广泛应用于交通运输、海洋渔业、水文监测、气象预报、测绘地理信息、森林防火、通信时统、电力调度、救灾减灾、应急搜救等领域,逐步渗透到人类社会生产和人们生活的方方面面,为全球经济和社会发展注入新的活力。而随着北斗三号的组网完成,覆盖“一带一路”国家的太空丝绸之路也将徐徐铺开。
北斗系统作为我国重要的空间信息基础设施,是我国自主研制的卫星定位与通信系统,是继美国的GPS、俄罗斯的GLONASS之后第三个成熟的卫星导航系统,它可在全球范围内全天候为各类用户提供实时导航、快速定位、精确授时、短报文通信四项基本功能服务,同时也为防灾减灾救灾事业的发展提供了技术支撑。
组大网,高密度发射
过去的一年中,北斗系统实现了创纪录的高密度组网,密集发射的背后离不开科学的策划、流程的优化,以及严谨的工作作风。
2018年12月27日下午3时,国务院新闻办公室举行新闻发布会,中国卫星导航系统管理办公室主任、北斗卫星导航系统新闻发言人冉承其等向参会媒体介绍了北斗三号基本系统建成,提供全球服务有关情况,并回答记者提问。
北斗三号卫星系统总设计师谢军在媒体会上表示,卫星导航系统是一个多星组网的系统,一颗卫星上去不能提供服务,一定要成群地上去。围绕着北斗系统的建设目标,北斗三号设计团队在任务初期就进行了全面、科学的策划,把所进行的工作项目进行了分解,对用户需求、任务要求也进行了详细分解,同时做了很好的、全面的风险控制等分析工作。
此外,实现卫星的密集发射,产品一定要组批生产,谢军和他的团队在元器件、原材料等一些基础保障工作上,围绕着工程系统建设的卫星数量,提前做好了相应储备。同时,在技术和计划流程上还做了进一步优化。
谢军介绍,我国在卫星研制的流程上,有一套成熟的管理办法和技术流程。多星的研制、发射和单星各有不同,开创性、创新性是优化计划流程和技术流程的有力保障。通过计划流程和技术流程的优化,整个研制周期相对于以往的卫星缩短了近1/3。同时,还采用了包括发射场的远程测试等先进的科学方法,大大地减少发射场的工作人员数量,缩短发射场的测试时间,既保证了发射场的工作能够正常运行,同时也保证了工厂里多颗卫星可以并行研制,不出现人员上的冲突。
除此之外,整个产品的质量控制也坚持中国航天严慎细实的工作作风,坚持零缺陷的理念,没有质量就没有进度。通过这一系列措施所形成的这支队伍,对多项任务实施并行开展,统一、协调进行工作的管理模式。这几年下来,确保团队在2018年完成19颗卫星的密集发射,实现了中国航天工业转型的标志性实践。
新起点,提供全球服务
冉承其表示,2018年是北斗发展史上极不平凡的一年。一是高强密度组网形成全球服务能力,一年内完成10箭19星发射,创下世界卫星导航系统建设和我国同一型号航天发射的新纪录。二是高可靠运行确保稳定服务,发射备份卫星,精化轨控策略,服务性能稳中有升。三是高标准打造国际合作新亮点,成功主办联合国全球卫星导航系统国际委员会第十三届大会。签署中俄卫星导航合作政府间协定。建成首个海外北斗/GNSS中心。四是高精度特色带动应用新突破,北斗芯片、模块等基础产品销量突破7000万片,北斗高精度产品出口90多个国家和地区,北斗地基增强技术和产品成体系输出海外。
冉承其指出,北斗提供全球服务,是建设的一大步,也是发展的新起点。到2020年,将继续发射11颗北斗三号和1颗北斗二号卫星,完成全面建设,进一步提升系统服务性能;2035年还将建成以北斗为核心,更加泛在、更加融合、更加智能的综合定位导航授时(PNT)体系。北斗将以更强的功能、更优的性能,服务全球,造福人类。
“三步走”,秉承中国特色
冉承其在发布会上介绍,北斗是中国自主建设、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。自20世纪90年代启动研制,按“三步走”战略,实施北斗一号、北斗二号、北斗三号系统建设,先有源后无源,先区域后全球,走出了一条中国特色的卫星导航系统建设道路。
冉承其表示,北斗系统已得到广泛应用,正走出国门惠及世界。
一是产业规模不断壮大。从业单位达14000家、人员超过50万人,形成珠三角、京津冀、长三角、鄂豫湘、川陕渝五大产业区,涌现出一批有实力的卫星导航企业。自主北斗芯片跨入28纳米工艺时代,我国卫星导航专利申请累计5.4万件,居全球第一。
二是应用领域不断拓展。交通运输、海洋渔业等应用走深走实,全国已有617万辆道路营运车辆,3.56万辆邮政和快递车辆,36个中心城市8万辆公交车,3230座内河导航设施,2960座海上导航设施,使用北斗。港珠澳大桥采用北斗高精度形变监测系统,保障安全运行。国内销售的智能手机大部分支持北斗。北斗前装车辆超过200万辆。基于北斗高精度的智能驾驶汽车,有望2019年上市。
三是国际化实现新突破。北斗已服务于俄罗斯、缅甸、老挝、柬埔寨、泰国、印度尼西亚、巴基斯坦、科威特、阿尔及利亚、乌干达等国家,收获良好口碑。北斗已加入民航、海事、移动通信等国际组织,国际民航组织批准北斗星基增强服务商标识号和标准时间标识号,国际搜救卫星组织将北斗纳入全球卫星搜救系统计划。
双提升,功能和性能
冉承其在回答媒体提问时表示,从北斗二号系统到北斗三号系统,实现了历史性跨越。北斗三号系统的服务区域扩展到全球,性能指标大幅提升,功能也得到显著增强。
冉承其介绍,相较于北斗二号系统,北斗三号系统有四方面的性能提升:一是更高的精度。北斗三号基本系统建成后,全球定位精度10米;在亚太地区定位精度,由原来的6米提升至5米;二是更强的原子钟。北斗三号卫星采用了更高性能的铷原子钟和氢原子钟,铷原子钟天稳定度为10-14量级,氢原子钟天稳定度为10-15量级。三是更新的技术。北斗三号卫星通过采用新的技术,空间信号精度(SIS URE)优于0.5米。四是更优的信号。北斗三号卫星增加了性能更优的互操作信号B1C,同时,在全球系统中将B2I信号升级为性能更优的B2a信号。
冉承其指出,北斗三号系统还有三方面的新增功能:一是在进一步提高基本导航服务能力基础上,将按照国际民航标准提供星基增强服务。二是按照国际搜救卫星组织标准,提供国际搜索救援服务。三是在全面兼容北斗二号短报文服务基础上,将服务容量提升10倍,用户机发射功率降低10倍,短报文服务能力大幅提升。