沈葉鋒

近日，我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射了第十八、第十九顆北斗三號導航衛(wèi)星，這標志著北斗三號基本系統(tǒng)星座部署圓滿完成，我國北斗導航衛(wèi)星數(shù)量達到43顆。今年年底，北斗三號將正式為“一帶一路”國家和地區(qū)提供基本導航服務，實現(xiàn)從國內(nèi)走向國際、從區(qū)域走向全球的大跨步。看到這則消息，很多人可能會問 ：北斗導航衛(wèi)星已經(jīng)發(fā)射那么多顆了，為什么還不能在全球范圍內(nèi)提供導航服務？這就要從我國為北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)設定的“三步走” 發(fā)展戰(zhàn)略說起。根據(jù)規(guī)劃，2000 年年底我國建成北斗一號系統(tǒng)，向中國提供服務 ;2012年年底， 建成北斗二號系統(tǒng)，向亞太地區(qū)提供服務 ;2020年前后，建成北斗三號全球系統(tǒng)，向全球提供服務。如今北斗一號系統(tǒng)已經(jīng)退役，正在運行并提供服務的是北斗二號系統(tǒng)， 北斗三號系統(tǒng)正在緊鑼密鼓地部署中。2019—2020年， 我國還將發(fā)射11顆北斗三號衛(wèi)星，屆時30顆衛(wèi)星將實現(xiàn)全球覆蓋。

作為我國獨立自主研發(fā)的第一個覆蓋全球的衛(wèi)星星座，北斗三號實現(xiàn)了衛(wèi)星部件國產(chǎn)化，以及關鍵技術的自主可控。相較于北斗二號， 北斗三號在性能上提升了1—2倍， 定位精度可達2.5—5米范圍，足以媲美GPS（全球定位系統(tǒng)）。

能有這樣優(yōu)異的表現(xiàn)，主要得益于北斗三號的幾個創(chuàng)新之處 ：其采用了精度更高的氫原子鐘，與北斗二號采用的銣原子鐘相比，氫原子鐘能夠?qū)崿F(xiàn)運行上千萬年僅有一秒時差 ;與GPS等衛(wèi)星導航系統(tǒng)相比，北斗三號采用了三種不同的衛(wèi)星軌道，能夠進一步提高我國及周邊亞太地區(qū)的精度 ;為了彌補地面站只能在國內(nèi)對衛(wèi)星進行觀測的地域限制，北斗三號還裝備了星間鏈路，使得衛(wèi)星能夠在天上實現(xiàn)互聯(lián)互通。即使失去地面站的支持，整個衛(wèi)星系統(tǒng)也可以做到在性能不出現(xiàn)較大下降的情況下自主運行60 天。

除了像GPS那樣提供基本的導航服務外，北斗三號還有自己的獨門特色——全球短報文服務。傳統(tǒng)衛(wèi)星導航系統(tǒng)只能提供衛(wèi)星到用戶的單向服務，全球短報文則可以提供用戶到衛(wèi)星的反向連通服務，使衛(wèi)星和用戶間實現(xiàn)雙向互通。這就意味著，北斗三號衛(wèi)星導航系統(tǒng)除了能讓用戶知道自己在哪里，還能通過衛(wèi)星與別人互發(fā)短報文信息， 讓別人知道他的位置。

從應用方面來說，北斗三號衛(wèi)星導航系統(tǒng)屬于時空基礎設施，如今已經(jīng)滲入人類生產(chǎn)生活的方方面面。除了在手機端提供導航定位服務外，北斗三號在交通運輸、海洋漁業(yè)、水文監(jiān)測、救災減災、應急救援等方面都有廣泛應用。例如通過在營運車輛上安裝兼容北斗系統(tǒng)的終端，并將其位置信息通過移動網(wǎng)絡回傳，可以對車輛進行管控 ; 在沒有陸地移動網(wǎng)絡信號的情況下，依然能為出海漁民提供短報文及救援信息發(fā)送服務。如果有地面差分系統(tǒng)的輔助，北斗三號還能進一步提升至厘米、毫米級精度，對自動駕駛、山體滑坡預警、建筑形變監(jiān)測等領域研究具有重要意義。

隨著北斗三號覆蓋全球時間點的臨近，其必將更好地惠及民生、服務人類發(fā)展。