王晶金 李成智

中國(guó)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱“北斗系統(tǒng)”）是中國(guó)自主建設(shè)、獨(dú)立運(yùn)行的工程技術(shù)項(xiàng)目的一面旗幟，在重大專項(xiàng)創(chuàng)新上具有典型性和獨(dú)特性，是新中國(guó)成立70年來(lái)重大科技與工程成就之一。

1994年，中國(guó)開(kāi)始研制發(fā)展獨(dú)立自主的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，至2000年底，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航試驗(yàn)系統(tǒng)（即北斗一號(hào)）建成，采用有源定位體制服務(wù)中國(guó)。至此，中國(guó)成為繼美、俄之后，第三個(gè)擁有衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的國(guó)家。2012年，第二代北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（即北斗二號(hào)）建成，面向亞太地區(qū)提供無(wú)源定位服務(wù)。2020年6月23日，北斗全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（即北斗三號(hào)）最后一顆組網(wǎng)衛(wèi)星發(fā)射成功。

北斗系統(tǒng)的雛形——燈塔一號(hào)

北斗系統(tǒng)并不是中國(guó)最早開(kāi)展的衛(wèi)星導(dǎo)航項(xiàng)目。其實(shí)在北斗一號(hào)之前，就進(jìn)行了衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的探索工作。1965年1月8日，錢學(xué)森向國(guó)防科委提交《研制衛(wèi)星打算》的報(bào)告，建議研制導(dǎo)航衛(wèi)星。從時(shí)間上看，中國(guó)研制導(dǎo)航衛(wèi)星構(gòu)思出現(xiàn)得很早，不比美國(guó)全球定位系統(tǒng)（global positioning system， GPS）晚太多。

1965年正值中國(guó)正大力發(fā)展導(dǎo)彈潛艇，而潛艇需要導(dǎo)航與定位。于是，錢學(xué)森建議研制發(fā)射用于潛艇導(dǎo)航的導(dǎo)航衛(wèi)星，并將其作為第二優(yōu)先發(fā)展的衛(wèi)星。1967年下半年，海軍司令部向空間技術(shù)研究院籌備處建議研制中國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。次年7月，海軍正式呈報(bào)中央軍委《關(guān)于研制和建設(shè)對(duì)潛艇指揮通信、導(dǎo)航系統(tǒng)事》，提出了對(duì)衛(wèi)星通信和導(dǎo)航系統(tǒng)的使用要求。

1969年3月13日，國(guó)防科委確定導(dǎo)航衛(wèi)星工程代號(hào)為“691工程”，即1969年的第一號(hào)任務(wù)。1970年11月，錢學(xué)森在衛(wèi)星方案論證會(huì)上建議將導(dǎo)航衛(wèi)星正式命名為燈塔一號(hào)。1972年，燈塔一號(hào)正式開(kāi)始設(shè)計(jì)。1973年，燈塔一號(hào)導(dǎo)航衛(wèi)星列入國(guó)家計(jì)劃。到了1977年，燈塔一號(hào)設(shè)計(jì)、各項(xiàng)試驗(yàn)工作陸續(xù)完成，達(dá)到可總裝生產(chǎn)的程度。但在1980年12月31日，研制任務(wù)撤銷。究其原因有三：第一，國(guó)家財(cái)政困難，1980年代初國(guó)民經(jīng)濟(jì)調(diào)整，大量國(guó)防項(xiàng)目下馬，燈塔一號(hào)是其中一項(xiàng)。第二，衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)不夠先進(jìn)，導(dǎo)航精度低于美國(guó)子午儀衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（Transit navigation satellite system）。美國(guó)解密了子午儀，并向民用市場(chǎng)開(kāi)放，中國(guó)海軍購(gòu)買了子午儀接收機(jī)。第三，運(yùn)載火箭的協(xié)調(diào)工作出現(xiàn)問(wèn)題，當(dāng)時(shí)自行研制的火箭難以達(dá)到導(dǎo)航衛(wèi)星的入軌精度要求。

北斗系統(tǒng)戰(zhàn)略規(guī)劃的調(diào)整

1980年代，中國(guó)航天界和有關(guān)科學(xué)家再次提出要研制中國(guó)的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。關(guān)鍵問(wèn)題集中在研究怎樣的衛(wèi)星系統(tǒng)。美國(guó)GPS系統(tǒng)和俄羅斯格洛納斯（global navigation satellite system， GLONASS）系統(tǒng)十分復(fù)雜，耗資巨大，以中國(guó)當(dāng)時(shí)的經(jīng)濟(jì)狀況，無(wú)法承擔(dān)如此龐大的科研經(jīng)費(fèi)。

北斗一號(hào)

陳芳允等人獨(dú)立提出了雙星導(dǎo)航設(shè)想：主要分系統(tǒng)是兩顆位于靜止軌道的導(dǎo)航衛(wèi)星，軌道間隔為60o。這個(gè)設(shè)想充分考慮了中國(guó)當(dāng)時(shí)的經(jīng)濟(jì)狀況，導(dǎo)航計(jì)算量大大降低，而且兩顆衛(wèi)星的覆蓋范圍夠廣，可完全覆蓋中國(guó)領(lǐng)土及近海，系統(tǒng)建設(shè)成本較低，維護(hù)費(fèi)用不高。當(dāng)時(shí)，國(guó)外也有多人研究單星、雙星、三星等區(qū)域?qū)Ш蕉ㄎ环桨?。[1]

1989年9月25日在北京，總參測(cè)繪局的首次“雙星快速定位通信系統(tǒng)”功能演示成功。雙星定位試驗(yàn)系統(tǒng)由此在1993年被列入國(guó)家“九五”計(jì)劃。然而，列入計(jì)劃并不代表正式立項(xiàng)。1994—1995年，總參測(cè)繪局四處奔走，為立項(xiàng)而努力。計(jì)劃上報(bào)后，國(guó)務(wù)院考慮到經(jīng)費(fèi)難以保證，建議還是先進(jìn)行預(yù)研。其實(shí)，總參測(cè)繪局早在1986年批準(zhǔn)雙星定位系統(tǒng)時(shí)就著手預(yù)研，[2]至1995年已進(jìn)行了近10年，重復(fù)預(yù)研實(shí)無(wú)必要。經(jīng)協(xié)調(diào)，最終決定將另外兩個(gè)衛(wèi)星計(jì)劃的備份星指標(biāo)分給衛(wèi)星導(dǎo)航試驗(yàn)系統(tǒng)使用。這樣，雙星定位試驗(yàn)系統(tǒng)立項(xiàng)不再需要單獨(dú)劃撥資金，于1994年得以正式立項(xiàng)。這就是北斗衛(wèi)星導(dǎo)航試驗(yàn)系統(tǒng)計(jì)劃的由來(lái)。中國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)取名北斗（Compass），意指北極星。

頭二顆北斗一號(hào)衛(wèi)星運(yùn)行在經(jīng)度相距60°的地球靜止軌道上，它們組成了世界上首個(gè)有源衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)。有源方式又稱主動(dòng)式，即用戶進(jìn)行導(dǎo)航定位時(shí)要主動(dòng)向衛(wèi)星發(fā)送信號(hào)。北斗一號(hào)衛(wèi)星有效載荷由天線分系統(tǒng)和轉(zhuǎn)發(fā)器分系統(tǒng)組成。天線分系統(tǒng)完成以下四項(xiàng)任務(wù)：發(fā)射用戶鏈路S波段下行和接收L波段上行定位及移動(dòng)通信信號(hào)；發(fā)射和接收衛(wèi)星定位主站鏈路C波段信號(hào)；發(fā)射和接收C波段通信信號(hào)；發(fā)射C波段衛(wèi)星遙測(cè)信號(hào)（衛(wèi)星定點(diǎn)后）。轉(zhuǎn)發(fā)器分系統(tǒng)是核心有效載荷，包括定位轉(zhuǎn)發(fā)器和通信轉(zhuǎn)發(fā)器。

北斗一號(hào)使得中國(guó)沖出無(wú)自主導(dǎo)航系統(tǒng)的困境。它是一個(gè)成功、實(shí)用、投資很少的初級(jí)起步系統(tǒng)，雖然建設(shè)之初是為軍事應(yīng)用服務(wù)的，但自2003年起，正式對(duì)民用領(lǐng)域開(kāi)放。北斗一號(hào)已在中國(guó)國(guó)防建設(shè)和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展中發(fā)揮了積極作用，廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、漁業(yè)、交通和經(jīng)濟(jì)等領(lǐng)域。[3]在2008年四川省汶川抗震救災(zāi)中，它成為抗震救災(zāi)和指揮保障的重要手段。

北斗二號(hào)

相較于GPS等系統(tǒng)，北斗一號(hào)的優(yōu)勢(shì)在于投入小、設(shè)備簡(jiǎn)單，能連續(xù)定位，能對(duì)用戶集中指揮、控制和管理，系統(tǒng)的定位精度提高了，具備通信、用戶識(shí)別、區(qū)域廣播等功能。然而作為試驗(yàn)演示系統(tǒng)，北斗一號(hào)在導(dǎo)航定位功能方面存在許多不足：定位精度低且不能實(shí)現(xiàn)三維定位；安裝的有效載荷采用有源定位模式，需要地面用戶發(fā)送上行信號(hào)才能實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星對(duì)其的定位（這屬于定位信號(hào)的“透明轉(zhuǎn)發(fā)”，在技術(shù)上更接近通信衛(wèi)星技術(shù)）。[4]此外，北斗一號(hào)衛(wèi)星上的某些核心載荷從國(guó)外進(jìn)口，不僅受限制，而且極不利于導(dǎo)航定位自主性。導(dǎo)航授時(shí)系統(tǒng)是導(dǎo)航衛(wèi)星最為核心的組成部分，當(dāng)時(shí)北斗一號(hào)衛(wèi)星上還未能裝上中國(guó)自行研制的星載銣原子鐘。

對(duì)標(biāo)美國(guó)GPS系統(tǒng)，北斗一號(hào)也有一些弱項(xiàng)。例如，用戶設(shè)備體積功耗大導(dǎo)致隱蔽性差；可容納用戶數(shù)量有限，推廣受限；定位時(shí)間長(zhǎng)，實(shí)時(shí)性差，無(wú)法應(yīng)用到高速飛行器；衛(wèi)星信號(hào)不能覆蓋全球；過(guò)多依賴中心控制站，生存能力不強(qiáng)；定位精度受限。這些問(wèn)題是由該系統(tǒng)的規(guī)模、衛(wèi)星技術(shù)水平等方面因素導(dǎo)致的，僅靠多發(fā)幾顆衛(wèi)星是解決不了的。此外，中國(guó)GPS用戶爆炸式增長(zhǎng)的境況，使得北斗一號(hào)面臨更嚴(yán)峻的局面，如終端接收機(jī)價(jià)格高，接收機(jī)體積大、功耗高，使用不便等；用戶入網(wǎng)手續(xù)繁雜，令人望而卻步。這些不足以及國(guó)內(nèi)軍民應(yīng)用領(lǐng)域?qū)πl(wèi)星導(dǎo)航的巨大需求成為促使北斗二號(hào)上馬的主要因素。

2004年8月30日，北斗二號(hào)正式批準(zhǔn)立項(xiàng)，其論證工作始于1997年。其間，科索沃戰(zhàn)爭(zhēng)爆發(fā)，中國(guó)大使館被炸。在此背景下，技術(shù)創(chuàng)新的重要性凸顯，中國(guó)開(kāi)始著手中長(zhǎng)期科技發(fā)展規(guī)劃，并開(kāi)展一些重大科技專項(xiàng)論證。隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)能力提升與科技投入加大，航天科技愈發(fā)顯示出強(qiáng)大的帶動(dòng)和引導(dǎo)效應(yīng)。其中，衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)顯示出巨大的軍事意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值，經(jīng)濟(jì)安全、國(guó)家安全、軍事等方面則均迫切需要自主導(dǎo)航定位系統(tǒng)，這些促使中國(guó)政府出臺(tái)并不斷強(qiáng)化衛(wèi)星導(dǎo)航發(fā)展與應(yīng)用新政策。然而令人困惑的是，2006年10月之前的官方報(bào)道和文獻(xiàn)中均沒(méi)有明確表述，北斗二號(hào)是全球性的還是區(qū)域性的，是單純民用、軍用抑或軍民兩用。

2006年10月，中國(guó)政府發(fā)布第二版航天白皮書——《2006年中國(guó)的航天》，就未來(lái)導(dǎo)航衛(wèi)星的發(fā)展提出：“完善‘北斗導(dǎo)航試驗(yàn)衛(wèi)星系統(tǒng)，啟動(dòng)并實(shí)施‘北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)計(jì)劃。發(fā)展衛(wèi)星導(dǎo)航、定位與授時(shí)的自主應(yīng)用技術(shù)和產(chǎn)品，建立規(guī)范的、與衛(wèi)星導(dǎo)航定位相關(guān)的位置服務(wù)支撐系統(tǒng)、大眾化應(yīng)用系列終端，擴(kuò)展應(yīng)用領(lǐng)域和市場(chǎng)。”這是官方正式宣布建設(shè)北斗二號(hào)。

影響北斗二號(hào)定位的一個(gè)關(guān)鍵因素是中歐合作的伽利略導(dǎo)航系統(tǒng)，該合作計(jì)劃被稱為迄今為止“中歐最大的科技合作項(xiàng)目”，其政治意義遠(yuǎn)大于科技意義，中國(guó)政府不能不考慮兩個(gè)導(dǎo)航計(jì)劃的關(guān)系問(wèn)題。

當(dāng)時(shí)，有一些學(xué)者推測(cè)，中國(guó)即將立項(xiàng)的自主的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是一個(gè)擴(kuò)展的區(qū)域系統(tǒng)，主要服務(wù)于軍事用戶；而伽利略系統(tǒng)將作為中國(guó)民用用戶全面開(kāi)放使用的平臺(tái)。[5]這種推測(cè)在邏輯上說(shuō)得通。先看用途定位，GPS已被美國(guó)軍方成功運(yùn)用于精確制導(dǎo)武器，國(guó)內(nèi)專家在文章中曾對(duì)中國(guó)軍方異常重視中國(guó)自主的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)的發(fā)展有相關(guān)暗示或建議。再看管理機(jī)構(gòu)，北斗二號(hào)建設(shè)由軍方領(lǐng)導(dǎo)下的原總裝備部負(fù)責(zé)，2005年組建的中國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)管理辦公室也隸屬于軍方。

《2006年中國(guó)的航天》白皮書發(fā)布幾年后，陸續(xù)有文獻(xiàn)印證北斗二號(hào)是區(qū)域系統(tǒng)這一判斷。2008年有文指出，第二代北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)雖然仍為區(qū)域衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，但服務(wù)區(qū)域比北斗衛(wèi)星導(dǎo)航試驗(yàn)系統(tǒng)擴(kuò)大了很多，具有連續(xù)實(shí)時(shí)三維定位測(cè)速能力。[6] 2008年2月，中國(guó)國(guó)家遙感中心副主任景貴飛在德國(guó)慕尼黑召開(kāi)的衛(wèi)星導(dǎo)航峰會(huì)上答記者問(wèn)時(shí)表示，國(guó)家是否批準(zhǔn)資金用于全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)還未確定，但現(xiàn)階段系統(tǒng)建設(shè)的資金有保障的。這意味著，到2008年，全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)尚未得到政府批準(zhǔn)，2004年批準(zhǔn)建設(shè)的是擴(kuò)大的區(qū)域?qū)Ш较到y(tǒng)。通過(guò)對(duì)“中國(guó)知網(wǎng)”檢索發(fā)現(xiàn)，2006年底以前，沒(méi)有一篇文章談及 “三步走”戰(zhàn)略及北斗二號(hào)是全球系統(tǒng)。直到2011年，第三版中國(guó)航天白皮書——《2011年中國(guó)的航天》終于明確北斗二號(hào)的性質(zhì)：自2006年以來(lái)，“全面實(shí)施‘北斗衛(wèi)星導(dǎo)航區(qū)域系統(tǒng)建設(shè)?！盵7]

通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)，北斗二號(hào)的決策受當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)外諸多因素的影響，如GPS在軍事與民用領(lǐng)域的大規(guī)模應(yīng)用，中國(guó)日益強(qiáng)調(diào)高技術(shù)發(fā)展與產(chǎn)業(yè)化以及重視軍事與經(jīng)濟(jì)的自主性等。中國(guó)投入了大量資金到伽利略計(jì)劃，衛(wèi)星導(dǎo)航則完全可以依靠北斗一號(hào)、GPS和伽利略系統(tǒng)，因此，北斗二號(hào)當(dāng)時(shí)的目標(biāo)定位就是建設(shè)一個(gè)擴(kuò)展的區(qū)域系統(tǒng)，且以服務(wù)于軍事為主。況且，北斗二號(hào)這個(gè)區(qū)域性、能夠覆蓋亞太地區(qū)的自主衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)足夠滿足中國(guó)長(zhǎng)期奉行的防御性國(guó)防戰(zhàn)略需求。

既然已同時(shí)擁有北斗二號(hào)和伽利略一軍一民兩個(gè)導(dǎo)航系統(tǒng)，為什么中國(guó)政府在2009年底又決定立項(xiàng)建設(shè)北斗全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)呢？

促成立項(xiàng)最為直接的原因是中歐伽利略合作項(xiàng)目發(fā)生了重大變故，出現(xiàn)多種問(wèn)題，中國(guó)被排除在伽利略計(jì)劃的管理機(jī)構(gòu)之外，成為可有可無(wú)的小角色。[8]在中歐政治、經(jīng)濟(jì)關(guān)系緊張的局面下，中國(guó)政府開(kāi)始重新思考北斗二號(hào)的定位。圍繞技術(shù)上能否實(shí)現(xiàn)全球?qū)Ш剑?006—2009年間，北斗二號(hào)進(jìn)行了不間斷的立項(xiàng)論證工作，保證了自主的北斗全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)計(jì)劃得以推行。2009年11月，國(guó)務(wù)院常務(wù)會(huì)議通過(guò)《中國(guó)第二代衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)重大專項(xiàng)實(shí)施方案》，正式批準(zhǔn)建設(shè)自主性北斗全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，最終確定其發(fā)展目標(biāo)。

自2010年開(kāi)始，北斗系統(tǒng)“三步走”發(fā)展戰(zhàn)略的說(shuō)法迅速出現(xiàn)在各類媒體上?！叭阶摺卑l(fā)展戰(zhàn)略究竟是何時(shí)以及怎樣形成的？

“三步走”發(fā)展戰(zhàn)略經(jīng)歷15年的論證、部署、使用、擴(kuò)展，并充分考慮了國(guó)內(nèi)外各種因素。第一步即北斗一號(hào)，批準(zhǔn)于1994年，2000年底建成；第二步即北斗二號(hào)，批準(zhǔn)于2004年，2012年建成；第三步即北斗三號(hào)，批準(zhǔn)于2009年，2020年正式建成開(kāi)通。2009年底，中國(guó)第二代衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)專項(xiàng)管理辦公室發(fā)布《北斗系統(tǒng)發(fā)展計(jì)劃》，首次明確闡述中國(guó)北斗系統(tǒng)的“三步走”發(fā)展戰(zhàn)略。

通過(guò)回顧立項(xiàng)過(guò)程，可以看出，北斗系統(tǒng)“三步走”發(fā)展戰(zhàn)略是回溯性的，并非一步到位制定實(shí)施，而是根據(jù)國(guó)際國(guó)內(nèi)政治、經(jīng)濟(jì)環(huán)境的發(fā)展變化，軍民對(duì)衛(wèi)星導(dǎo)航不斷增長(zhǎng)的需要，中歐關(guān)系的演變、自主技術(shù)能力的提高等多種復(fù)雜因素逐漸完善而成的。不同于中國(guó)載人航天工程完全獨(dú)立進(jìn)行，從一開(kāi)始就制定了“三步走”戰(zhàn)略，中國(guó)導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)涉及的因素更多，如政治、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、科技等方面，還有國(guó)際合作以及國(guó)際關(guān)系，其“三步走”戰(zhàn)略漸進(jìn)形成，每一步的發(fā)展計(jì)劃都是在綜合考慮上一步各種影響因素后出臺(tái)的。尤其第三步，是在中歐伽利略合作陷入僵局的情況下，歷經(jīng)艱難做出的重要決策。

北斗系統(tǒng)建設(shè)過(guò)程概況

“三步走”戰(zhàn)略形成后，北斗系統(tǒng)各階段系統(tǒng)名稱得以統(tǒng)一：第一步北斗一號(hào)，采用第一代北斗一號(hào)衛(wèi)星；第二步北斗二號(hào)，采用第二代北斗二號(hào)衛(wèi)星；第三步北斗三號(hào)，混合使用北斗二號(hào)衛(wèi)星和北斗三號(hào)衛(wèi)星。

在北斗二號(hào)衛(wèi)星的研制過(guò)程中，通過(guò)聯(lián)合集智攻關(guān)，先后攻克了高增益微波控制、精密頻率控制、空間環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)及測(cè)試方法等關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了理論突破，完成了產(chǎn)品工程化、小型化研制，達(dá)到宇航產(chǎn)品的任務(wù)要求，打破國(guó)外壟斷，部分技術(shù)達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先、國(guó)際先進(jìn)水平。截至2012年12月25日，共計(jì)發(fā)射了16顆北斗二號(hào)衛(wèi)星，包括地球靜止軌道衛(wèi)星6顆、中地球軌道衛(wèi)星5顆、傾斜地球同步軌道衛(wèi)星5顆。值得一提的是，第12、13顆北斗二號(hào)和第14、15顆北斗二號(hào)由長(zhǎng)征三號(hào)乙運(yùn)載火箭實(shí)現(xiàn)了雙星發(fā)射。先期發(fā)射的10顆北斗二號(hào)衛(wèi)星已于2011年12月27日試運(yùn)行。至此，北斗二號(hào)正式完成星座部署，此后，又陸續(xù)發(fā)射了多顆替補(bǔ)星。

與北斗二號(hào)衛(wèi)星具有過(guò)渡性質(zhì)不同，北斗三號(hào)衛(wèi)星近乎重新研制，導(dǎo)航定位等功能進(jìn)一步增強(qiáng)，核心部件產(chǎn)品進(jìn)行重大改進(jìn)或重新設(shè)計(jì)，不僅全部使用自主研制的有效載荷，而且許多關(guān)鍵部件得到更新?lián)Q代，如原子鐘采用第三代銣鐘和第一代氫鐘。北斗三號(hào)的服務(wù)區(qū)域擴(kuò)展至全球，同時(shí)突破下行導(dǎo)航信號(hào)升級(jí)與改造等關(guān)鍵技術(shù)，不僅實(shí)現(xiàn)了與北斗二號(hào)下行導(dǎo)航信號(hào)的平穩(wěn)過(guò)渡，而且增加了新的導(dǎo)航信號(hào)。中國(guó)空間技術(shù)研究院北斗三號(hào)研制團(tuán)隊(duì)攻克星座星間鏈路技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了衛(wèi)星與衛(wèi)星、衛(wèi)星與地面站的鏈路互通，解決了不能全球建站進(jìn)行衛(wèi)星境外監(jiān)測(cè)的難題；率先提出了國(guó)際上首個(gè)高中軌道星間鏈路混合型新體制，形成了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的星間鏈路網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，自主定軌、時(shí)間同步等系統(tǒng)方案，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，形成一大特色。北斗三號(hào)衛(wèi)星的設(shè)計(jì)壽命是12年，達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，滿足可靠性、連續(xù)性的要求。

北斗三號(hào)堅(jiān)持國(guó)產(chǎn)化與自主可控的原則，核心產(chǎn)品100%國(guó)產(chǎn)化，從關(guān)鍵元器件和部件產(chǎn)品兩方面重點(diǎn)開(kāi)展國(guó)產(chǎn)化攻關(guān)，加強(qiáng)試驗(yàn)和使用驗(yàn)證，從根本上解決制約工程建設(shè)的瓶頸問(wèn)題。此外，整個(gè)系統(tǒng)取得不少重大技術(shù)創(chuàng)新或改進(jìn)，突破了新型導(dǎo)航信號(hào)生成、衛(wèi)星自主健康管理、全桁架式衛(wèi)星平臺(tái)、導(dǎo)航衛(wèi)星高精度光壓建模、導(dǎo)航星座健康評(píng)估及預(yù)測(cè)等關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了導(dǎo)航星座高效管理和導(dǎo)航能力的提升和跨越。按照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，它也具備全球搜救、全球位置報(bào)告和星基增強(qiáng)等拓展服務(wù)。

在5顆北斗三號(hào)試驗(yàn)衛(wèi)星完成測(cè)試與試驗(yàn)任務(wù)后，衛(wèi)星的技術(shù)狀態(tài)基本固化，正式組網(wǎng)發(fā)射工作隨即開(kāi)始。隨著北斗三號(hào)組網(wǎng)衛(wèi)星全部發(fā)射成功，北斗系統(tǒng)“三步走”發(fā)展戰(zhàn)略于2020年圓滿完成。

創(chuàng)新點(diǎn)與啟示

北斗系統(tǒng)建設(shè)的過(guò)程中，共計(jì)突破160余項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，主要有全新導(dǎo)航衛(wèi)星星座、新型信號(hào)體制、創(chuàng)新星間鏈路設(shè)計(jì)、全新原子鐘、全新中軌道（medium earth orbit，MEO）地球衛(wèi)星桁架式平臺(tái)、“中國(guó)速度”批量化生產(chǎn)、關(guān)鍵器件100%國(guó)產(chǎn)化、服務(wù)能力超越GPS、壽命達(dá)到12年的先進(jìn)水平等。

系統(tǒng)梳理北斗系統(tǒng)的發(fā)展戰(zhàn)略與建設(shè)過(guò)程，不僅可得出衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)的寶貴經(jīng)驗(yàn)，為其他自主高技術(shù)研發(fā)體系的完善提供一些有益的思路，還有助于公眾加深對(duì)中國(guó)全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)整體面貌和發(fā)展史的認(rèn)識(shí)，以及了解中國(guó)大型科技計(jì)劃的決策規(guī)律。

北斗系統(tǒng)經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的“三步走”階段，不僅有艱難險(xiǎn)阻，更有開(kāi)拓創(chuàng)新。北斗系統(tǒng)在工程領(lǐng)域創(chuàng)新點(diǎn)總結(jié)有六點(diǎn)：第一，發(fā)揮新型舉國(guó)體制優(yōu)勢(shì)；第二，多方協(xié)同攻關(guān)，戰(zhàn)略科學(xué)家倡導(dǎo)立項(xiàng)，用戶推動(dòng)立項(xiàng)運(yùn)行，多機(jī)構(gòu)廣泛參與研制；第三，漸進(jìn)決策，政府在積極推進(jìn)國(guó)際合作的同時(shí)，尋求獨(dú)立自主，并最終以“重大科技專項(xiàng)”予以大力支持；第四，工程最優(yōu)為首，以達(dá)到工程目標(biāo)為著眼點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)獨(dú)特的工程創(chuàng)新；第五，吸收國(guó)際經(jīng)驗(yàn)，強(qiáng)調(diào)中國(guó)特色，采取邊建、邊用、邊改、邊提高的策略；第六，在工程集成創(chuàng)新的同時(shí)，強(qiáng)調(diào)通過(guò)“三步走”發(fā)展戰(zhàn)略逐步達(dá)到技術(shù)、產(chǎn)品創(chuàng)新與自主可控的工程目標(biāo)。

通過(guò)回顧北斗系統(tǒng)整個(gè)發(fā)展過(guò)程，從中可以獲得若干啟示。第一，新型舉國(guó)體制有利于集中力量辦大事，發(fā)揮市場(chǎng)機(jī)制，圍繞國(guó)家需求在戰(zhàn)略科技領(lǐng)域?qū)嵤﹪?guó)家科技重大專項(xiàng)。第二，組織實(shí)施國(guó)家科技重大專項(xiàng)，通過(guò)資源集成，突破核心技術(shù)，實(shí)現(xiàn)重大工程。第三，采用產(chǎn)業(yè)化并行，收效顯著。第四，建立航天工程特色的決策與組織管理模式，企業(yè)為創(chuàng)新主體，產(chǎn)學(xué)研合作，戰(zhàn)略科學(xué)家引領(lǐng)，行政官員、科學(xué)家、產(chǎn)業(yè)界三權(quán)合理分配。五，倡導(dǎo)預(yù)研在先、自主研發(fā)、獨(dú)立創(chuàng)新，注重中國(guó)特色和中國(guó)國(guó)情，重點(diǎn)突破。

北斗系統(tǒng)是中國(guó)著眼于國(guó)家安全和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要，自主建設(shè)運(yùn)行的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，是為全球用戶提供全天候、全天時(shí)、高精度的定位、導(dǎo)航和授時(shí)服務(wù)的國(guó)家重要時(shí)空基礎(chǔ)設(shè)施。秉承“中國(guó)的北斗、世界的北斗、一流的北斗”發(fā)展理念，它為服務(wù)全球、造福人類方面都做出了重大貢獻(xiàn)，產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，深刻改變了人們的生產(chǎn)生活方式。

[1]戴宏發(fā). 北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展與應(yīng)用芻議. 科技信息， 2010（19）： 54-56.

[2]馬京生. 陳芳允. 貴陽(yáng)： 貴州人民出版社， 2005： 533.

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[8]Dinerman T. Galileo gets a Chinese overlay[EB/OL]. http：//www. thespacereview.com/article/668/1.

關(guān)鍵詞：北斗系統(tǒng) 工程創(chuàng)新 航天史 ■