北斗三號全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)部署完成

2020年6月23日9時43分，我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長征三號乙運載火箭，成功發(fā)射北斗系統(tǒng)第55顆導航衛(wèi)星，暨北斗三號最后一顆全球組網(wǎng)衛(wèi)星。至此，北斗三號全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)星座部署比原計劃提前半年完成。

此次發(fā)射的衛(wèi)星屬地球靜止軌道衛(wèi)星，經(jīng)過一系列在軌測試入網(wǎng)后，我國將進行北斗全系統(tǒng)聯(lián)調(diào)聯(lián)試，在確保系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠、性能指標優(yōu)異基礎(chǔ)上，擇機面向用戶提供全天時、全天候、高精度全球定位導航授時服務，以及星基增強、短報文通信、精密單點定位等特色服務。

北斗三號全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)全球組網(wǎng)意味著，不管高山、大海、沙漠，地球上的每一個角落，都能通過北斗三號的通信定位系統(tǒng)定位到。它由此也成為全球繼GPS、格洛納斯之后的第三個成熟的衛(wèi)星導航系統(tǒng)。

一步一個腳印的北斗成長路

“河漢縱且橫，北斗橫復直”。自古以來，北斗七星如天河中一座燈塔，吸引著人們辨明方向、運籌四時的灼灼目光，承載著人類面對浩瀚宇宙“援北斗兮酌桂漿”的豪邁。

1994年，北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)啟動建設。20多年間，我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心共組織了44次北斗發(fā)射任務，利用長征三號甲系列運載火箭，先后將4顆北斗一號試驗衛(wèi)星、55顆北斗二號和北斗三號組網(wǎng)衛(wèi)星送入預定軌道，任務成功率100%?！皣恰弊鳛楸倍啡?qū)Ш较到y(tǒng)的最后一顆“收官之星”，秉承北斗研制一直以來堅定走國產(chǎn)化道路的思想，在國產(chǎn)化方面也是集大成之作，其背后，則是中國航天航空事業(yè)多年的積淀和努力。

北斗一號解決了衛(wèi)星最基本的問題，諸如供配電的太陽帆板，是為衛(wèi)星提供由光轉(zhuǎn)為電的部件，以及控制系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動機構(gòu)，這些核心產(chǎn)品的國產(chǎn)化，讓北斗衛(wèi)星的身體有了一副中國體格;北斗二號打破了國外的技術(shù)封鎖，攻克了以導航衛(wèi)星總體技術(shù)、高精度星載原子鐘等為代表的多項關(guān)鍵技術(shù)，讓衛(wèi)星導航系統(tǒng)“心臟”跳動出中國心率;北斗三號則開始了從并跑到領(lǐng)跑的征程。五院衛(wèi)星團隊率先提出國際上首個高中軌道星間鏈路混合型新體制，形成了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的星間鏈路網(wǎng)絡協(xié)議、自主定軌、時間同步等系統(tǒng)方案，填補了國內(nèi)空白。

目前，世界上已有半數(shù)以上的國家使用我們的北斗，今年全球系統(tǒng)建成后，無論我們身處世界的任何角落，北斗都會向你提供滿意的服務。

北斗北斗，收到請回答

隨著北斗三號全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)星座部署全面完成，一個“北斗，北斗，收到請回答”小應用在微信朋友圈刷屏。在這個由央視新聞與千尋位置聯(lián)合發(fā)布的“時空智能衛(wèi)星實時數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)”里，不僅告知了在你頭頂北斗衛(wèi)星數(shù)量，還能看到每顆衛(wèi)星的實時運行軌跡，甚至每個衛(wèi)星實時的經(jīng)緯度，高度、三維速率等信息，也都一一告知。

“我這兒能看到22顆北斗衛(wèi)星，你為啥能看到26顆？”用戶“呼叫北斗”之后，就可以知道當前所在位置北斗衛(wèi)星數(shù)量，以及每一顆衛(wèi)星的運行參數(shù)。除了游戲娛樂的趣味性，更多人還從游戲中感受到了一股自豪感。

從小程序技術(shù)支持方千尋位置提供的衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù)顯示，目前北斗衛(wèi)星可見數(shù)量在全球多個國家和地區(qū)已經(jīng)超過了GPS，尤其是在亞太地區(qū)，北斗的可見衛(wèi)星數(shù)量是GPS的兩倍左右。而在人們?yōu)楸倍犯械阶院赖耐瑫r，有關(guān)北斗和GPS異同與同存必要性的話題也成為市場關(guān)注焦點。

互補的北斗與GPS

當前，全球共有四大衛(wèi)星導航系統(tǒng)，美國GPS、俄羅斯GLONASS（格洛納斯）、中國的北斗以及歐盟的Galileo（伽利略）?！皬募夹g(shù)上看，北斗導航系統(tǒng)是十分先進的，GPS能完成的，北斗系統(tǒng)也能完成;GPS不能完成的，北斗系統(tǒng)照樣能做到。

然而，即使這樣，很多新聞報道中所謂的不用GPS，只用北斗，“是不存在的”。現(xiàn)在衛(wèi)星導航應用，基本上都是采取多模模式。就是說，為了讓用戶有更好的體驗，各大衛(wèi)星導航系統(tǒng)互相兼容、互為補充，從而用戶可以享受到不間斷的定位服務。全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)國際委員會制定的規(guī)則是，四個導航系統(tǒng)應兼容且可互操作。因此，民用導航系統(tǒng)是世界上四大導航系統(tǒng)的綜合使用，簡稱為“這些信號漂浮在空中，如果不使用，則是浪費”。

目前我國手機中有70%都支持GPS和北斗導航。作為普通消費者，我們完全不必為此擔心，讓他們共同為我們服務就可以了。而在技術(shù)方面，北斗與GPS主要在三頻信號、有源定位及無源定位、短報文通信服務、境內(nèi)監(jiān)控、分步開通 、局部加強、定位精度等方面具有一定差異?！氨倍贰弊畲蟮奶攸c，就是把導航與通信緊密結(jié)合起來，這是其他導航系統(tǒng)所不具備的。比如在沙漠、草原等地方，手機無法使用，“北斗”就能發(fā)揮出重要作用了。

全面滲透的北斗+

北斗系統(tǒng)從建設之初，就秉承“中國的北斗，世界的北斗”的理念，北斗系統(tǒng)是開放、包容的系統(tǒng)，愿與世界各衛(wèi)星導航系統(tǒng)一起造福人類，服務全球。目前，北斗系統(tǒng)已經(jīng)與GPS、GLONASS系統(tǒng)實現(xiàn)兼容互操作，因此，大家以后使用相關(guān)的衛(wèi)星導航應用，應該會收到更多系統(tǒng)的信號，精度也會更高。

事實上，北斗在行業(yè)及國防領(lǐng)域應用已很普遍，如：精密測量測繪、電力授時、智能駕考、精準農(nóng)業(yè)以及新型的無人機和智能汽車等，基于北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的厘米級高精度定位終端正扮演不可替代的重要“角色”，北斗系統(tǒng)的短報文服務，能在基站遭破壞、沒有信號的情況下向外界發(fā)送自己的位置。這在2008年汶川地震中，給黃金救援贏得了寶貴時間。

共享單車、“北斗菜”、老人兒童定位手表、“北斗+物流”、“北斗+支付”等，全新的“北斗+”生活生產(chǎn)方式初見端倪。據(jù)統(tǒng)計，中國新入網(wǎng)的智能手機，70%已經(jīng)內(nèi)置北斗芯片，或北斗、GPS雙模芯片。雙模芯片可以同時使用GPS和北斗系統(tǒng)，這種使用不是非此即彼，而是同時使用北斗和GPS衛(wèi)星，芯片會自動挑選目前可以接收到的導航衛(wèi)星信號，可能是來自北斗衛(wèi)星和GPS衛(wèi)星的組合，通過4顆以上衛(wèi)星，就能計算出當前的位置。

北斗定位2.0已發(fā)布

隨著北斗技術(shù)的逐漸成熟，應用市場正全面鋪開。目前國內(nèi)的智能手機70%已經(jīng)支持北斗定位，四款iPhone 12也全面支持。北斗三號全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)，已首次應用于高鐵軌道精測。上海市公共交通領(lǐng)域已100%采用北斗導航系統(tǒng)。民航局日前召開會議，全面推動民航北斗應用再上新臺階。

在北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)高峰論壇上，中國信息通信研究院發(fā)布北斗高精度定位服務平臺（北斗定位2.0版），將民用應用的手機定位精度提高到1.2米，這意味著車道級定位得以實現(xiàn)。北斗定位2.0版能夠?qū)崿F(xiàn)秒級定位、定位精度提高到1.2米，裝配車載天線時，精度甚至可達到亞米級。

中國衛(wèi)星導航定位協(xié)會發(fā)布的《2020中國衛(wèi)星導航與位置服務產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書》顯示，2019年，我國衛(wèi)星導航與位置服務產(chǎn)業(yè)總體產(chǎn)值達到將近3450億元，較2018年增長14.4%，預計2020年產(chǎn)業(yè)總體產(chǎn)值將超過4000億元。

全球定位系統(tǒng)背后的競爭

提到定位系統(tǒng)，我們首先想到的是GPS，最不想聽到的就是“GPS信號弱”。GPS之所以目前被世界上的很多國家廣泛使用，是因為它的技術(shù)比較成熟，早在1994年的時候就實現(xiàn)了98%以上的全球覆蓋率。

從國家戰(zhàn)略上講，衛(wèi)星導航系統(tǒng)是一個國家重要的空間基礎(chǔ)設施，甚至是基礎(chǔ)設施中的支撐和基礎(chǔ)。如果用國外關(guān)鍵技術(shù)，采購國外核心產(chǎn)品，一旦被斷貨，系統(tǒng)就無法長期穩(wěn)定運行下去。通信、電網(wǎng)、金融等行業(yè)，都需要導航衛(wèi)星的精準定位和授時功能。對于國防安全來說，很多武器裝備的制導、導航都離不開衛(wèi)星。

目前被聯(lián)合國衛(wèi)星導航委員會確認的供應商有4家，分別是美國GPS、歐盟的伽利略（GALILEO）導航系統(tǒng)、俄羅斯的格洛納斯（GLONASS）導航系統(tǒng)和中國的北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)。相比之下，中國的北斗系統(tǒng)雖然起步較晚，但具有獨創(chuàng)的中高軌混合星座架構(gòu)，在獲取位置信息外更有獨有的功能設置。另外，北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的星際增強、精密單點定位、全球短報文通信和國際搜救等功能，都是最具代表性的服務。

全球定位系統(tǒng)背后競爭的核心，在于導航衛(wèi)星發(fā)射上天的前提是要有合法的軌道位置和頻率資源，這是世界各國必爭的寶貴資源。而全球正處于人造衛(wèi)星密集發(fā)射前夕。地球近地軌道可容納總共約6萬顆衛(wèi)星，一場圍繞衛(wèi)星軌道的資源戰(zhàn)爭正悄然拉開序幕。其中，美國低軌通信衛(wèi)星布局拔頭籌。預計到2029年，美國企業(yè)將合計完成46100顆衛(wèi)星的發(fā)射工作。

中國低軌通信衛(wèi)星發(fā)展布局呈現(xiàn)快速追趕態(tài)勢，截至目前，中國星座計劃中組網(wǎng)數(shù)量在30顆以上的低軌衛(wèi)星項目已達10個，項目規(guī)劃總衛(wèi)星發(fā)射數(shù)量達到1900顆。

令人振奮的中國芯

相對于數(shù)量的“競賽”，芯片國產(chǎn)化同樣是各國全球定位系統(tǒng)競爭的關(guān)鍵，而“北斗芯”都是“中國芯”的現(xiàn)狀，讓國人頗感興奮。經(jīng)過多年發(fā)展，北斗已形成完整產(chǎn)業(yè)鏈，基礎(chǔ)產(chǎn)品實現(xiàn)自主可控，國產(chǎn)北斗芯片、模塊等關(guān)鍵技術(shù)全面突破，性能指標與國際同類產(chǎn)品相當。

2020年8月3日，北斗三號全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)建成開通新聞發(fā)布會上，發(fā)言人冉承其介紹，北斗系統(tǒng)研制期間，400多家單位、30余萬科技人員集智攻關(guān)，攻克星間鏈路、高精度原子鐘等160余項關(guān)鍵核心技術(shù)，突破500余種器部件國產(chǎn)化研制，實現(xiàn)北斗三號衛(wèi)星核心器部件國產(chǎn)化率100%。

從最初的全部進口到現(xiàn)在的自主研發(fā)，從當年的跟隨學習到現(xiàn)在的比肩引領(lǐng)，國產(chǎn)北斗芯片逐步替代國外產(chǎn)品并實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化絕非易事。有分析認為，北斗芯片與一般芯片不同，它同時要求高精度、低功耗、小體積，從而導致芯片的核心技術(shù)難以突破。在此之前，中國衛(wèi)星導航定位協(xié)會秘書長認為，北斗芯片在一體化方面的技術(shù)積累相對淺薄，面臨著巨大的挑戰(zhàn)。值得一提的是，目前北斗系統(tǒng)的28納米芯片已經(jīng)量產(chǎn)，更小的22納米芯片即將投產(chǎn)。大多數(shù)的智能手機都支持北斗系統(tǒng)應用，并且已經(jīng)在市場上推出。今后，北斗芯片的應用領(lǐng)域也會越來越廣。

寫在最后：加速應用落地

從上世紀80年代提出設想、1994年正式啟動建設，北斗在26年后的今天，終于完成了全球組網(wǎng)并建立起覆蓋全球的衛(wèi)星導航星座。這也意味著，中國不僅會逐步擺脫對美國GPS系統(tǒng)的依賴，也有希望對GPS的全球統(tǒng)治地位發(fā)起挑戰(zhàn)。

更激動人心的是，北斗全球組網(wǎng)之后，會成為一項重要“基礎(chǔ)設施”，可以把能力輸送給各行各業(yè)。從“建設北斗”到“應用北斗”，是一個全新的征程。雖然與GPS已經(jīng)形成的龐大產(chǎn)業(yè)生態(tài)相比，北斗還有很長的路要走。

與此同時，北斗和5G都屬于國家“新基建”的一部分，兩者相互促進、具有極大的互補性。北斗的精密授時能力，可為5G系統(tǒng)提供更為準確的基準時間系統(tǒng)。5G的高速數(shù)據(jù)傳輸能力與高穩(wěn)定性，也能為北斗提供更為穩(wěn)定可靠的地基增強數(shù)據(jù)服務。隨著更多“北斗+5G”示范項目帶來的引導作用，將會加速北斗的應用落地，也將促進北斗產(chǎn)業(yè)鏈把產(chǎn)品成本和質(zhì)量進一步優(yōu)化。