天上的星星参北斗

从一场战争说起

1991年1月17日凌晨，一道道耀眼的火光撕开了波斯湾静谧的夜空，几十枚“战斧”式巡航导弹从美军战舰上腾空而起，飞向几百公里外的伊拉克。海湾战争打响了，这是人类历史上首次能够通过电视直播观看的战争。

尽管伊拉克的防空火力十分密集，但在美军导弹的精确打击下，许多重要目标遭到摧毁。人们从电视画面上看到，美军的一枚导弹把钢筋混凝土掩体炸开一个缺口，紧接着，第二枚导弹从这个缺口钻进去，彻底将掩体炸毁，顿时全世界都被震惊了。

这是一场高科技之战，号称雄兵百万的伊拉克军队节节败退，不堪一击，而美军只损失了一百余人。人们在震惊之余都想知道：以往需要数十架轰炸机投弹数百吨才能完成的空袭任务，为什么现在只需要几枚导弹就能轻松完成？

美军之所以赢得轻松，要归功于GPS卫星导航系统。

GPS是英文Global Positioning System（全球定位系统）的简称。上世纪60年代，美国军方设想，通过在天上布置卫星，向地面连续不断地发送无线电定位信号，不仅能为海洋中的舰船和地面上的车辆提供定位和导航服务，还可以提高导弹、炸弹等武器的打击精度。虽然从1978年美国正式启动GPS计划，发射了第一颗GPS导航试验卫星，到1991年海湾战争爆发，美国的GPS导航卫星只有15颗，每天仅能提供15个小时的服务，但是美军的隐形战斗机和巡航导弹，几乎全部依靠GPS卫星导航系统来选择最佳的隐蔽进攻路线。可以说，海湾战争让GPS一战成名。

前仆后继创伟业

为了打破美国在卫星定位领域的垄断，各国纷纷开始研发自己的卫星定位系统。1983年，就在美国启动GPS计划之后不久，我国著名无线电电子学家陈芳允和合作者，提出利用两颗同步定点卫星进行定位导航的设想，这一系统被称为“双星定位系统”，就是北斗卫星导航系统的前身。

但以当时我国的经济和技术条件，要开发出美国GPS那样的系统，难如登天。科学家努力了10年，仍受困于“信号传输快速捕获”这一项技术难题。

当时，24岁的王飞雪正在国防科技大学攻读博士学位，知晓这件事后，他和师兄欧钢多次讨论：“为什么不能另辟蹊径，从数学理论上寻找到解决问题的办法呢？”

一次次推理论证，一次次整理思路，无数个不眠之夜后，王飞雪提出了一个新的算法思路。1995年6月，“全数字化快速捕获信号与接收技术方案”摆到了陈芳允院士的案头。陈芳允眼前一亮，专家论证评审也予以充分肯定。

从此，王飞雪与同学雍少为、欧钢，靠着4万元经费，正式踏上北斗卫星导航系统的逐梦之旅——无论寒暑，不分昼夜，甚至在万家团圆的春节，王飞雪和课题组不是在实验室，就是扛着仪器设备奔往试验场。有几次因为实在太劳累，王飞雪还晕倒在试验场。

3年后，当显示器上脉冲闪耀，信号捕捉成功的一刻，业内20多位专家简直不敢相信自己的眼睛：10年时间、十几家单位、几十位知名专家都未能解决的瓶颈技术，竟然在3年内、被3个名不见经传的毛头小伙子解决了！

2000年的10月和12月，随着2颗北斗导航试验卫星先后发射成功，组成北斗卫星导航试验系统（即“北斗一号”），我国成为世界上继美国、俄罗斯之后第三个具有自主卫星导航系统的国家。

2008年汶川地震之后，由于震区通信、电力、交通都被破坏殆尽，QQ、微信、微博、短信这些常用的通信手段统统失灵。危急时刻，是“北斗一号”为灾区与外界架起了桥梁。地面上，它为抗震救灾保障信息传递;湖岸边，它为水情排险提供监测数据;天空中，它为救灾直升机解决山区复杂环境下航迹监视、通信联络等问题，“北斗一号”展示着不凡的中国力量。

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70年，光辉岁月弹指挥间;70年，中华大地沧桑巨变。建国70周年，无数辉煌映现。我们骄傲，我们自豪;我们幸福，我们感恩！任时光荏苒，华夏儿女初心不忘，砥砺前行！

你知道吗？

目前国内生产的手机都可以用“北斗”导航，如果手机芯片支持北斗卫星的信号，不管你用什么导航软件，都是会用到“北斗”的定位信号的。有人会问，我们已经有了GPS导航，体验也不错，为什么还需要“北斗”导航呢？

GPS是美国的导航系统，美国可以根据需要关闭某个地区的导航服务。如果过于依赖GPS，假如哪一天美国关闭了GPS服务，我国无数行业将受到极大的影响。

我们通过任何一部智能手机，好像都能免费用GPS进行定位和导航，其实不然。手机里面有GPS模块，厂商每生产一个模块都需要向美国付费获得授权，无形中增加手机成本，最终还是消费者买单。

如果想知道自己的手机定位是用的GPS还是“北斗”，可以手机下载一个能记录运动轨迹的GPS软件，打开后就能看到手机接收到的卫星信号的来源、数量以及质量了。通过数据的高与低可以判断出自己的手机接收到的是哪些国家的卫星信号。

根据国际电信联盟“先占先得”的规定，哪一个国家能够先把卫星发射上去，并且向下发射这个频率的信号，这个频率资源就是这个国家的。

欧洲的伽利略卫星导航系统就是我们的竞争者。我国科研工作者争分夺秒，秉持着“频率是国家战略资源，要像捍卫国土一样捍卫频率资源”的理念，努力钻研。终于在2007年，在我国北斗卫星导航系统申报的频率的最后期限，我国成功发射第一颗北斗导航卫星，正式启用了这一频率资源，踏出了“第二步”。

2018年12月27日，我国宣布自主研发的北斗三号卫星导航系统开始提供全球定位服务，比之前的计划提早了两年。

某个手机软件里关于卫星信号的画面

“北斗”中的中国制造

卫星要有高稳定的时間基准信号，就需要星载原子钟，这是导航卫星的“心脏”。此前，我国原子钟技术非常薄弱，产品全靠进口。关键技术掌握在别人手里，给北斗卫星导航系统带来巨大的安全隐患。

为了攻克原子钟的技术难题，我国科研工作者们像上了发条的钟一样连轴转，终于让我国星载铷钟技术实现了从无到有、由有到强的跨越。目前我国自主研发的超薄铷原子钟，技术指标达到国际顶尖水平。

目前，北斗三号卫星上所有使用的部件，全部实现了国产化。“北斗系统已成为中国实施改革开放40年来取得的重要成就之一。”习近平主席在致联合国全球卫星导航系统国际委员会第十三届大会的贺信中如此评价。

无论是美国GPS卫星导航系统、俄罗斯的格洛纳斯卫星导航系统，还是欧洲伽利略卫星导航系统，一年发射的卫星数量至多也是个位数。2018年，我国一口气发射了十几颗北斗三号导航卫星，震惊了世界航天界。随着北斗三号卫星导航基本系统建成，我国北斗卫星导航系统开始提供全球服务。

在遥远的古代，中国人就知道依靠北斗七星来指示方位，在夜晚走路时不会迷失方向。而在不久的未来，遍布地球上空的北斗导航卫星，将为世界各国提供服务，成为“中国制造”最闪亮、最自豪的名片。