星耀天穹 福及人類——中國北斗全球衛星導航系統建設紀略

　　在北斗一號F1星轉場動員會上，大家圍繞保質量保安全展開討論。

　　北斗三號衛星團隊在發射場合影。

　　西昌衛星發射中心科技人員正在將火箭吊裝至發射塔架。

　　豎立在西昌衛星發射中心二號發射工位旁的質量文化標語。

　　夏天，北斗人從40攝氏度的室外走進15攝氏度的測試大廳，穿上軍大衣投入工作。

　　經濟日報·中國經濟網記者 姜天驕

　　編者按 中國北斗，我國自主建設的衛星導航系統。自1994年北斗一號立項以來，歷經二十六載，從無到有，從有源到無源，從區域到全球，交出一份沉甸甸的“成績單”。

　　2020年7月31日，中國向全世界鄭重宣告，中國自主建設、獨立運行的全球衛星導航系統已全面建成，中國北斗自此開啟高質量服務全球、造福人類的嶄新篇章。它將以更加開放包容的姿態擁抱世界，同世界一起書寫時空服務新篇章。

　　抗擊疫情，分秒必爭。北斗“交通”打通火線運輸線，確保防疫物資及時送達；

　　國慶閱兵，舉世矚目。北斗“標齊”大顯身手，受閱方隊、裝備“米秒不差”，閱出了軍威、國威；

　　在世界之巔珠穆朗瑪峰，北斗為中國攀登者完成高程測量提供主要數據；

　　在驚濤駭浪的南海，中國漁民無論行駛到哪塊海域都在中國北斗的俯瞰之中；

　　在山洪頻發的山區，“北斗＋氣象”讓居民早知晴雨，更好地開展生態保護、資源開發和探險旅遊；

　　在川流不息的馬路，北斗讓人們自由穿梭于大街小巷……

　　這就是中國北斗，我國自主建設的衛星導航系統。它是國家安全和經濟社會發展不可或缺的信息基礎設施，是大國地位和綜合國力的重要標誌。

　　2020年7月31日，北斗三號全球衛星導航系統建成暨開通儀式在北京人民大會堂隆重舉行。中國向全世界鄭重宣告，中國自主建設、獨立運行的全球衛星導航系統已全面建成，中國北斗自此開啟了高質量服務全球、造福人類的嶄新篇章。

　　從此，中國北斗正式走出國門，成為服務全球的衛星導航系統，它將以更加開放包容的姿態擁抱世界，同世界一起書寫時空服務新篇章。

　　命名“北斗”

　　1994年，世界首個全球衛星導航系統GPS全面建成；也是這一年，我國開始獨立自主研製北斗衛星導航系統，並以祖先們用於識別方向的“北斗星”命名

　　從無到有，北斗走過的這條路殊為不易。

　　早在上世紀70年代，從事“兩彈一星”的先驅們就已經認識到衛星導航定位系統的重要性。他們曾在衛星導航領域苦苦摸索，在理論探索和研製實踐方面開展了卓有成效的工作。立項于20世紀60年代末的“燈塔計劃”可以説是北斗工程的前身，儘管這個計劃最終因技術方向轉型、財力有限等原因而終止，然而它如同一盞明燈，為後來上馬的北斗工程積累了寶貴的經驗。

　　改革開放以後，我國加快了經濟發展的腳步，衛星導航定位在國民經濟和國防建設上的重要價值再一次被科學家提出。但是當時，美國已經憑藉著GPS在衛星定位系統領域一家獨大，俄羅斯的GLONASS也完成了全球組網，以我國當時的國情，走歐美國家的老路只能永遠做一名追趕者，唯有另辟蹊徑才能擁有超車的機會。

　　究竟該怎樣打造自主可控的國之重器？

　　第一代北斗建設者們一致認為，最迫切的需求是先解決“有無問題”。1983年，以陳芳允院士為代表的專家學者提出了利用2顆地球同步軌道衛星來測定地面和空中目標的設想。“雙星定位”建設方案的原理是把地心視為一顆虛擬衛星，再發射兩顆地球同步衛星構成星座，經地面控制中心計算處理，實現對區域內地面目標的快速定位。這一方案用當時中國最成熟的航天技術，以最小星座、最少投入、最短週期，實現了衛星導航系統建設的自主可控，為後續發展堅定了必勝信心，奠定了堅實技術基礎，積累了豐富工程經驗。

　　是否一步跨到全球組網？這在當時引發了不小的爭議。建成覆蓋全球的導航定位系統，至少需要24顆衛星，美、俄用了20多年時間。但是，維護我國國家主權、安全、發展利益刻不容緩，中國拖不起、等不得，必須在最短時間內讓北斗發揮出最大效益。怎麼辦？“兩彈元勳”、東方紅一號衛星總設計師、北斗工程首任總設計師孫家棟院士帶領工程技術人員創造性提出“分步走”戰略，先試驗後建設，先國內後周邊，先區域後全球。

　　路，終於打開了。北斗工程“三步走”發展藍圖被確定下來：第一步，先建立雙星定位試驗系統，形成區域有源定位與導航服務能力；第二步，完成3種軌道10余顆衛星發射，建成區域導航系統，形成區域無源服務能力，向亞太地區提供定位、導航、授時以及短報文通信服務；第三步，建成由3顆靜止軌道衛星和30顆非靜止軌道衛星組成、覆蓋全球的北斗全球衛星導航系統，形成全球無源服務能力。

　　什麼是“有源”和“無源”？北斗一號系統總指揮、中國航天科技集團研究員李祖洪曾經有過一個形象的比喻：“有源”與“無源”之間的差別就相當於對講機和收音機一樣。有源就像對講機，既可以接收信號又可以發送信號，而無源就像收音機，只接收衛星信號，不再向外發送信號。孫家棟院士説，中國北斗導航衛星系統的設計將“有源”和“無源”非常巧妙地結合起來，以充分發揮它的作用，這是中國北斗的最大特色和亮點，也是北斗的優勢所在。

　　1994年，無論在世界還是中國的衛星導航發展史上都是極具特殊意義的一年。這一年，世界首個全球衛星導航系統GPS全面建成；也是這一年，黨中央、國務院、中央軍委作出獨立自主研製北斗衛星導航系統的重大戰略決策，並以炎黃子孫的祖先們用於識別方向的“北斗星”命名，中國開啟了第一代衛星導航系統研製建設的漫漫征程。

　　摸著石頭過河

　　回望自北斗一號開始的漫漫征程，由於國外技術封鎖，北斗人一路拓荒前行，“摸著石頭”尋找國産化發展之路

　　回顧我國北斗工程建設歷程，北斗一號實現了中國導航衛星從無到有，使我國成為繼美、俄之後第三個擁有導航衛星的國家。當時國外對我國實施嚴格的技術封鎖，國內的部件廠家尚未成熟，北斗人只能“摸著石頭過河”。

　　長期穩定運行是衛星導航系統的根本。而在當時的技術條件下，影響衛星長期穩定運行的控制分系統三大部件——紅外地球敏感器、動量輪和太陽帆板驅動機構都沒有實現國産化。研製團隊從關鍵技術、關鍵材料、關鍵工藝著手，歷經8年多時間，幾經波折，三大部件終於在北斗一號的備份星上實現了首飛，自主解決了衛星的“眼睛”“腿腳”和“肩關節”問題。

　　北斗一號最初啟用我國研製的“東方紅三號”衛星平臺，雖然採用了當時最先進的三軸穩定控制方案和雙組元統一推進方案，但由於國外對我國的關鍵技術封鎖和禁運，實現這些方案必須依靠自身條件。據航天科技集團五院專家回憶，當時五院聚集國內優勢力量，短短幾年時間便完成了控制分系統的星載計算機、中心控制線路、推進分系統的大容量表面張力貯箱、490牛頓推力發動機等産品的技術攻關，最終，北斗一號衛星推進分系統65台部件産品“全部實現了國産”。

　　如果將衛星導航系統比喻成一棵大樹，那麼技術就如同它的樹根，而頻率資源則是大樹賴以生長的土壤。如果沒有頻率，衛星導航系統將如同無地生根的大樹，設計得再好也沒有施展本領的舞臺。

　　據中國工程院院士、衛星導航定位總站高級工程師譚述森回憶，在衛星導航系統建設初始階段，頻率資源相對充沛，建設時間較早的GPS系統和GLONASS系統不存在頻率資源的衝突問題，然而到了北斗系統建設的時候，發達國家已經將衛星導航頻率瓜分得所剩無幾，頻率資源爭奪非常激烈。北斗第一代科學家經過與幾十個國家300多次艱苦的談判，創造性地提出衛星導航信號兼容性評估準則，證明了北斗與其他衛星導航系統頻率重疊時互不影響，贏得頻率共用的“世界共識”，為國家爭取了寶貴的頻率資源。

　　然而，國際電聯規定，各國均可平等申請新資源使用權，但必須在7年有效期內發射導航衛星，並成功接收傳回信號，逾期則自動失效。為保住2007年4月17日這一最後“窗口”，北斗工程上下進行全系統總動員和大會戰，搶在當年2月底完成衛星研製。然而臨射前，衛星上的應答機突現異常。為確保萬無一失，工程試驗隊果斷將已矗立塔架的星箭組合體拆開，取出衛星應答機，72小時不眠不休，成功排除故障。

　　2007年4月14日4時11分，這顆肩負重要使命的衛星發射成功；17日20時許，北京清晰地接收到來自這顆衛星的信號。這一刻，距離頻率失效最後時限已不到4個小時。中國北斗在最後時刻“壓哨破門”，拿到了進軍全球衛星導航系統俱樂部的“入場券”。

　　翻越“臘子口”

　　無“鐘”之困、缺“芯”之憂、布“站”之難……自主創新的過程註定是艱苦的，但只有堅定不移地走下去，才能把命運牢牢掌握在自己手中

　　無“鐘”之困、缺“芯”之憂、布“站”之難……在北斗系統一路走來的過程中，最不缺少的就是一個又一個難題和難關。自主創新的過程註定是艱苦的，但北斗衛星導航系統的研發人員深知關鍵核心技術是花錢買不來的，即使買來了也是不可靠的，引進仿製的路子也走不遠，只有堅定不移走自主創新之路，才能把命運牢牢掌握在自己手中。

　　陽光總在風雨後，面對沒有自己的原子鐘和芯片、區域布站條件下實現全球服務等看似難以逾越的“婁山關”“臘子口”，北斗人憑藉滾石上山的毅力和勇氣，走出了一條自主創新、追求卓越的發展道路。

　　“現在幾點了？”這是我們生活中每天都要面對的問題。而為我們提供答案的不是身邊的鐘錶，而是天上的導航衛星。授時是北斗衛星導航系統的一個重要功能。跨海大橋、海底隧道，許多臺起重機一起合作，動輒上千米的作業面，時間上差一點，就會“失之毫釐謬以千里”。

　　授時精度取決於導航衛星的“心臟”——原子鐘。由於星載原子鐘機理複雜、技術難度極大，美國、俄羅斯、瑞士等少數國家曾長期壟斷這項技術。遺憾的是，我國科研團隊為北斗衛星設計的第一台原子鐘效果差強人意，不僅在工作時經常出現“突跳”，精度與國際水平也相差甚遠。能否突破原子鐘技術瓶頸，關係到我國北斗系統建設的成敗。

　　在中國科學院武漢物理與數學研究所研究員梅剛華的辦公室裏，至今收藏著幾抽屜的試驗品，它們被梅剛華視若珍寶，見證著課題組20年來的艱難求索。“原子鐘的核心部件微波腔只有一個膠卷大小，要在裏面特定位置打幾個槽，測量寬度和深度，在當年沒有計算機模擬倣真技術時，只能一點點摸索、一點點打磨。”梅剛華説，僅這一項技術，他們就進行了上百次試驗。最終，具有全新結構和工作原理的開槽管式微波腔研製成功，這一研究利用小體積原子氣室激勵出高強度原子躍遷信號，獲得了中、美兩國發明專利授權。

　　除了武漢物理與數學研究所之外，航天科技集團空間技術研究院、航天科工集團二院203所等單位也對星載銣原子鐘一系列關鍵技術開展攻關。這是一項非常“熬人”的工作，為了保證24小時不間斷測試，科研人員經常是白天調試，晚上盯在測試儀器前，觀察數據，一測就是一整夜。在日夜兼程進行調試的階段，大家就像上了發條的“鐘”一樣連軸轉。2005年，航天科工203所交付了我國首批兩台星載銣原子鐘工程化初樣鑒定機，標誌著我國原子鐘自主化邁出了一大步。2007年，趕上了為爭奪頻率資源提前發射的北斗試驗星，我國自主研製的星載銣原子鐘上天服役。2008年前後，梅剛華團隊成功研製出具有完整自主知識産權、滿足航天工程要求的星載銣原子鐘正樣産品，做到計時精度與美國GPS系統同期技術相當，打破了國外技術壟斷和封鎖，並批量用於“北斗二號”衛星，中國的北斗終於裝上了一顆“中國芯”。

　　如今，“北斗三號”全球系統上的星載原子鐘計時精度達到100億分之3秒，與美國GPS衛星最新一代星載銣鐘並列，躋身國際頂尖水平，可以滿足分米級導航定位需求。打個比方，如果汽車裝載了北斗衛星導航定位系統，那麼它提供的位置精度比車道間距還要小，這樣就能夠幫助駕駛者規避堵車，也能保障行駛安全。

　　“北斗的研製，是中國人自己幹出來的。‘巨人’對我們技術封鎖，不讓我們站在肩膀上。唯一的辦法，就是自己成為‘巨人’。”李祖洪説。

　　缺少“中國芯”，一直是困擾我國高科技領域的一塊“心病”。對於北斗系統工程建設和應用來説，擁有國産芯片，對於確保安全性、穩定性、可靠性至關重要。

　　搞北斗三號全球系統，全面國産化是頭等大事。通過深入動員，工程上下形成寧可國産化産品“指標低點，價格高點，也要大膽使用”的堅定共識；工程總體研究制定行動規劃，將自主可控要求落實到關鍵技術攻關、産品研發、競爭採購等各環節；建立由專項管理辦公室&&，多部門參加的自主可控協調小組，通過重點行業、區域應用示範工程，大力推廣使用自主芯片、模塊、軟體産品，通過邊建邊用、反復迭代，有效提高了産品質量水平。

　　功夫不負有心人。國産北斗芯片工藝由0.35微米提升到28納米，已在物聯網和消費電子領域廣泛應用。支持北斗三號新信號的22納米工藝射頻基帶一體化導航定位芯片，體積更小、功耗更低、精度更高，已具備批量生産能力。

　　寶劍鋒從磨礪出，梅花香自苦寒來。截至2019年底，國産導航型芯片出貨量已超1億片，北斗導航型芯片、模塊高精度板卡和天線已出口到120余個國家和地區。

　　北斗全球導航系統建設還有一大特色，那就是首創Ka頻段星間鏈路。按照傳統全球衛星導航系統的建設和運行模式，需要在全球範圍內建立眾多地面站。但北斗系統不能像GPS那樣，在全球建立地面站。為了解決境外衛星的數據傳輸通道，航天科技集團五院北斗三號研製團隊創新提出了星座星間鏈路技術，採取星間、星地傳輸功能一體化設計，實現了衛星與衛星、衛星與地面站的鏈路互通，這就是説，我們雖然“看不見”在地球另一面的北斗衛星，但用北斗衛星的星間鏈路同樣能與它們取得聯絡。太空“兄弟”間手拉手，心相通，不僅實現了相互間的通信和數據傳輸，還能相互測距，自動“保持隊形”，可以減輕地面管理維護壓力。憑藉這一“絕活”，工程實現了僅依靠國內布站情況下對全球星座的運行控制，以及全球服務能力與世界一流系統的比肩。

　　北斗三號全球系統星座部署完成後，澳大利亞空間工程研究中心主任安德魯·登普斯特指出，北斗是一項重大突破，因為它意味著中國可以完全獨立地使用自主導航系統，不再依賴任何人。

　　“五千萬”工程

　　幹驚天動地事、做隱姓埋名人，不分前方後方、不分國企民企、不分臺前幕後，他們都是北斗人，共同譜寫了重大航天工程“舉國上下一盤棋、千軍萬馬大會戰”的火熱篇章

　　從北斗工程立項伊始，天南海北的建設者們便懷揣激情和夢想匯聚到北斗研製建設一線，他們幹驚天動地事、做隱姓埋名人，不分前方後方、不分國企民企、不分臺前幕後，共同譜寫了重大航天工程“舉國上下一盤棋、千軍萬馬大會戰”的火熱篇章。如同北斗工程總設計師楊長風所説：“北斗是‘五千萬’工程：調動了千軍萬馬，經歷了千難萬險，付出了千辛萬苦，要走進千家萬戶，將造福韆鞦萬代。”

　　2015年，北斗三號即將發射試驗衛星，其成功與否直接影響著後續組網任務能否順利進行，至關重要。為了趕上“發射窗口”，航天科技集團五院總體部機械總體研製團隊絞盡腦汁、開足馬力、使出渾身解數，流程調整、精簡項目……大家心中只有一個信念——“必須按時出廠！”為了確保每項工作按計劃完成，總裝現場24小時作業、設計師就24小時跟産。在亮如白晝的大廳裏，已然分不清是深夜還是白天，睏了就出去洗個臉精神一下，累了就坐在現場休息一會兒，“天線順利展開、轉動指令正確”……每一個節點任務的順利完成，都會給在場的人打上一支“強心劑”，經過一個多月的努力，試驗星終於在9月30日成功發射。

　　類似的場面在整個北斗系統工程中無數次出現，不分晝夜地堅守，永不放棄地攻堅克難，屬於北斗人的精神有很多，其中工匠精神更是北斗工程的魂。

　　在第九顆北斗三號衛星某關鍵單機測試中，總體主任設計師劉家興發現一個關鍵指標“超標了”。“差了多少呢？”得到的答案是“小于一納秒”。換句話説，這個誤差小于十億分之一秒。但劉家興就是過不了心裏的那道關，為了這個誤差，整個團隊停下了前進的腳步，用他們的話説就是“堅決不能讓衛星帶著隱患上天！”

　　2020年6月15日晚，舉世矚目的北斗三號最後一顆全球組網衛星發射任務因運載火箭發現産品技術問題推遲發射，已經加注的近400噸火箭常規推進劑必須安全泄出。危急時刻，加注分隊連續3天反復研究推進劑泄出技術難點，分析近500個閥門、1600米管道等設備設施狀態，組織8次泄出演練，把泄出方案細化到分鐘級，精確到每一個動作、每一句口令，力求將風險降到最低點。6月23日，伴隨著轟鳴巨響，重新加注燃料的長征三號乙運載火箭，托舉著北斗三號最後一顆全球組網衛星飛向太空，為北斗發射任務畫上一個圓滿句號：44次發射取得100%成功。

　　今年北斗收官發射又趕上新冠肺炎疫情防控，多支試驗隊伍、數百名科技人員齊聚發射場，任務實施過程一波三折。大家既要打贏組網收官戰，又要打好疫情防控戰，兩條線都不能出問題。面對特殊嚴峻的形勢，參試各方心往一處想、勁往一處使，主動換位思考、共同堅守擔當。總體層面精心做“統法”，統籌資源、統籌力量、統籌工作；各試驗隊一再做“減法”，把現場人員壓到最少、工作流程調到最簡、各類風險控到最小；發射場全力做“加法”，加強防控措施、加大保障力度、加緊解決困難，齊心協力、共渡難關，有效確保了發射任務和場區防疫“雙勝利”。

　　據統計，北斗衛星導航系統工程啟動以來，全國範圍內共有400多家單位、30余萬名科技人員參與研製建設。陳芳允、孫家棟兩位“兩彈一星”元勳和幾十名兩院院士領銜出征。國內衛星導航與位置服務領域企事業單位數量在1.4萬家左右，從業人員數量超過50萬，形成珠三角、京津冀、長三角、鄂豫湘、川陜渝五大産業區。

　　“全球時代”已經到來

　　隨著北斗三號全球衛星導航系統正式開通服務，從國內到國外，從區域到全球，北斗服務將為更多國家和人民所共享

　　隨著北斗三號全球衛星導航系統正式開通服務，屬於北斗的“全球時代”已經到來。從國內到國外，從區域到全球，北斗服務將為更多國家和人民所共享。

　　目前世界上共有四大全球衛星導航系統，分別是美國的GPS、俄羅斯的GlONASS、歐盟的Galileo和中國的北斗。北斗三號以具備世界先進水平的性能進入全球衛星導航系統大家庭，將為全世界用戶提供定位速度更快、用戶體驗更好的導航定位服務。與其他3個全球衛星定位系統相比，北斗是唯一採用三種軌道搭配星座，北斗的地球靜止軌道和傾斜同步軌道可以使亞太地區幾乎永久保持至少12顆衛星可見，大幅提高該區域定位精度。

　　2020年6月，北斗三號全球系統星座部署完成後，聯合國外空司專門發來視頻，祝賀北斗系統完成全球組網部署，肯定北斗系統正在推動全球經濟社會發展，讚賞北斗系統在和平利用外太空、參與聯合國空間活動國際合作方面作出的巨大貢獻。

　　近年來，中國政府致力於推動衛星導航領域國際合作。雙邊合作走深走實。中俄衛星導航政府間合作協定正式生效，為中俄互建監測站等合作提供組織與法律保障，北斗和GlONASS系統實現信號兼容；中美實現北斗和GPS系統信號兼容與互操作；中歐深化開展頻率協調。持續推動多系統兼容共用，讓全球用戶更好地享用多系統帶來的好處。

　　多邊合作成果顯著。在聯合國全球衛星導航系統委員會（ICG）等多邊平臺上積極發聲，並成功舉辦兩屆ICG大會。成功舉辦中阿北斗合作論壇、中國—中亞北斗合作論壇，拓展與“一帶一路”國家和國際組織的合作平臺，持續擴大北斗“朋友圈”。

　　北斗應用不斷落地海外。北斗系統作為目前唯一一個具備導航和短報文通信功能的衛星導航系統，這一優勢早在2015年尼泊爾大地震中就得到了充分體現。據當時參加救援的廈門藍天救援隊隊長陳素珍回憶，當時各國救援隊間通信不暢成為救援的最大障礙。因為中國北斗可以發短報文，尼泊爾的指揮部就把中國救援隊派到了受災最偏遠、最嚴重的地方。

　　中國北斗的貢獻還伴隨著“太空絲路”不斷延展。在我國周邊和“一帶一路”沿線國家，巴基斯坦的交通運輸、港口管理，緬甸的土地規劃、河運監管，老撾的精細農業、病蟲災害監管，文萊的都市現代化建設、智慧旅遊，印尼的海上集成應用，在不同國度的不同領域，都有中國北斗的身影。

　　近些年，隨著經貿往來的增加，我國與周邊國家間跨境客貨運車輛數不斷增長，也增加了相關管理部門對跨境客貨運車輛的管理難度。北斗系統提供的導航定位服務，正是解決提升跨境運輸車輛安全管理能力的關鍵所在。俄羅斯是率先與我國就利用衛星導航系統實現兩國跨境車輛管理的國家。目前，中俄已完成了跨境運輸車輛監管系統的開發工作，並在部分中方、俄方客貨運車輛上安裝了北斗/GlONASS兼容終端，接入系統開展了試運行活動。

　　在北斗三號系統提供全球服務一週年發佈會上，中國衛星導航系統管理辦公室主任、北斗衛星導航系統新聞發言人冉承其表示，只有加強衛星導航系統間合作，才能共同推動時空信息、高新技術的發展。對於中國北斗來説，“自主、開放、兼容、漸進”一直是發展主基調，我國始終秉持“中國的北斗，世界的北斗”的發展理念，積極推進北斗系統國際合作。

　　北斗提供全球服務，是北斗建設的一大步，也是北斗發展的新起點。正如孫家棟院士所説，“全球衛星導航系統已成為經濟社會不可或缺的空間信息基礎設施，它將惠及人類生活和經濟發展。如今，北斗已成為全球衛星導航系統中不可忽視的重要力量，成為我國對外交往的重要合作項目，顯著提升了我國的國際地位與影響力。”

　　生活因它更精彩

　　“融合發展、萬物互聯”，“北斗+”讓生活更便利、更精彩，北斗系統正走進各行各業、千家萬戶，成為日常生活中不可缺少的必需品

　　北斗作為國家重大空間基礎設施，提供的是公共服務産品，就如同電、無線網絡一樣，必須通過終端服務來實現價值。因此，“融合發展、萬物互聯”一直是北斗應用推廣的基本方針。通過萬物互聯，“北斗+”讓生活更便利、更精彩。

　　2008年5月12日，四川省汶川縣發生芮氏8.0級特大地震，外界無法及時獲得震區情況，成為救援工作最大阻力。緊急情況下，中國衛星導航應用管理中心為救援部隊緊急配備了上千台北斗用戶終端。5月12日22時左右，首批武警官兵到達地震重災區，並使用北斗衛星導航系統用戶終端機連夜陸續發回實時災情數據，為地震重災區發出了第一束生命急救電波。也正是那場災難讓“北斗”這個名字從此家喻戶曉。

　　12年過去了，今天的北斗應用已經遠超當年的想象。2020年4月30日，我國“2020珠峰高程測量”正式啟動。在首次精確測定並公佈珠峰高程45年後，中國人再次為世界第一高峰測量“身高”。不同以往的是，此次測量，中國北斗導航系統為科考人員提供了主要數據。

　　在新冠肺炎疫情阻擊戰中，北斗的貢獻同樣有目共睹。北京、湖北的北斗植保無人機被廣泛用於區域內消毒防疫，一架無人機單次噴灑面積可覆蓋5000平方米，並且能深入防疫車無法抵達的死角。在全國各地，數十萬台北斗終端進入物流行業，通過北斗精準定位，位置信息一目了然，一些物流企業還通過機器人向部分隔離小區提供物資運輸配送。北斗與互聯網、移動通信網、大數據、雲計算等結合形成的“北斗+”信息産品，可以對感染者的行動軌跡進行精確定位並向社會公開發佈，為大城市特別是基層社區做好防控提供關鍵數據支撐。

　　武漢火神山、雷神山醫院建設十萬火急、分秒必爭。“萬丈高樓平地起”，高精度定點定位是基準，快速精確測量是基礎。大年三十晚上，工作人員聞令而動，奔赴火神山醫院工地，北斗高精度定位設備火速馳援，確保工地大部分放線測量一次完成，為醫院迅速施工爭取了寶貴時間。

　　發展到今天，北斗系統已應用到各行各業，走進千家萬戶，如同水和電一樣，成為人們日常生活中不可缺少的必需品，無處不在、觸手可及。

　　新建成的北京大興國際機場，依託北斗高精度融合定位解決方案，成為全國首個實現行李裝卸車輛在室內的亞米級定位的大型機場。在機場中實現高精度室內定位的價值還有很多，對於機場管理方來説，室內定位將會是物聯網的核心基礎設施，未來對機場內人員和物品的監管調度、軌跡追溯、大數據分析都要依靠室內定位進行數據採集。而對於旅客來説，高精度的室內定位則有機會提供給他們更為便捷的導航或提醒服務。

　　民以食為天，食以安為先。利用北斗定位和網絡技術，市場上銷售的“北斗菜”，掃一掃二維碼，就能追蹤它長在誰家地、用的誰家種、施過什麼肥。如今，越來越多的菜農加入“北斗菜”網絡平臺，為自己的綠色蔬菜“正名”。一些地方的水果種植、畜牧養殖，甚至是中藥生産，都開始利用北斗終端進行溯源管理、全過程監控，百姓關注的食品藥品安全問題有望從技術上得以解決。

　　過去人在旅途，常常身在囧途。如今，加入或使用了北斗的電子地圖、約車軟體，共享單車、位置分享，你能更任性地説走就走。大型客車、學生校車、危險品運輸車等強制安裝北斗終端，超時超速和不按規定路線行駛得到及時警示提醒，交通違章率和事故傷亡率各下降50%。設置北斗電子圍欄，共享單車的無序停放得到有效治理。

　　據中國北斗衛星導航系統白皮書顯示，北斗系統自提供服務以來，已在交通運輸、農林漁業、水文監測、氣象測報、通信授時、電力調度、救災減災、公共安全等領域得到廣泛應用，服務國家重要基礎設施，産生了顯著的經濟效益和社會效益。

　　回望當初，當很多國家不惜斥鉅資發展全球衛星導航系統時，我國“兩彈一星”元勳楊嘉墀院士就鮮明地指出，中國民用衛星導航市場廣闊，潛在經濟效益巨大，是今後可持續發展的重要因素。

　　2018年，我國衛星導航與位置服務産業總體産值就達到3016億元，其中北斗對産業核心價值貢獻率達到80%，由衛星導航衍生帶動形成的關聯産值達到1947億元。2019年我國衛星導航與位置服務産業總體産值達3450億元，較2018年增長14.4%。衛星導航服務這個巨大的市場仍在高速增長，北斗完成全球組網後，將迎來深化應用及黃金髮展的新時代。

　　賦能未來

　　北斗與互聯網、大數據、人工智慧等新技術的融合發展，正在構建以北斗時空信息為主要內容的新興産業生態鏈

　　隨著我國成功發射北斗三號最後一顆全球組網衛星，一款“北斗，北斗，收到請回答”的小應用也跟著刷爆微信朋友圈。由央視新聞與千尋位置聯合發佈的這個小應用，通過“時空智慧衛星實時數據監測系統”，不僅告知了人們頭頂北斗衛星數量，還能看到每顆衛星的實時運行軌跡，甚至每個衛星實時的經緯度、高度、三維速率等信息。

　　直到今天不少人還有一種誤解，好像GPS就是衛星導航系統的代名詞。實際上，今天的衛星導航已經是多系統兼容共用，包括GPS、GlONASS、Galileo，當然更包括中國的北斗。而一個手機終端有沒有用到北斗系統，則取決於芯片是否支持北斗系統。

　　近年來，隨著北斗應用産業發展，國內外主流芯片廠商紛紛推出兼容北斗系統的通導一體化芯片。據統計，截至2019年第三季度，在中國市場申請入網的手機有151款具有定位功能，其中支持北斗定位的有110款。國內北斗企業利用北斗地基增強站，提供厘米級定位、毫米級感知、納米級授時的精準時空服務，提供的加速定位服務覆蓋220個國家和地區，全球用戶規模超過3.9億。千尋位置市場總監俞潔瑾表示，在北斗三號全球組網最後一顆衛星發射成功之際，推出這款小應用，就是希望大家更好地感知到，北斗就在我們身邊。

　　千尋位置之所以能夠讓人隨時隨地的“呼叫北斗”，是通過地基增強系統，星基增強系統星地一體融合能力及全球站網系統，構建了一個實時無縫的“星地一體”高精度時空網絡，讓終端用戶通過互聯網就可以隨時隨地獲取這項服務，相當於提供了一個“增強版”北斗。

　　2020年6月23日，千尋位置網絡有限公司對外宣佈，我國自主研發的北斗加速輔助定位服務用戶數已經突破5億，覆蓋國內大部分安卓手機，這項服務將耗時30秒以上的初始定位時間縮短至3秒，極大增強用戶的定位體驗。

　　伴隨著北斗完成全球組網的步伐，北斗加速定位服務的普及，對於北斗規模化應用具有重要意義。北斗與互聯網、大數據、人工智慧等新技術的融合發展，正在構建以北斗時空信息為主要內容的新興産業生態鏈，並正在成為北斗産業快速發展的新引擎和助推器，推動著生産生活方式變革和商業模式的不斷創新，催生了精細農業、精準物流、自動駕駛、智慧交通、智慧城市等經濟發展新模式和産業發展新業態。

　　北斗系統的全域覆蓋、全時聯通，將推動萬物互聯時代的加速到來。“北斗+物流”，包裝可以根據商品體積重量自動選擇包裝箱，發貨可以根據地址自動分揀配送，買家可以隨時知道所購物品的行蹤軌跡；“北斗+支付”，能夠對1秒鐘內成百上千的股票、車票購買申請進行精確排隊，按序辦理；通過精確掌握車輛位置變化和時間長短，從雲端快速準確完成高速公路行駛繳費、公共場所停車收費、車輛自動充電計價等。

　　千尋位置CEO陳金培指出，億級的使用頻率僅僅是一個開始，隨著物聯網時代的到來，時空服務的使用者將會是數以百億計的“機器人”，它們對時空服務的需求更高、依賴性更強，使用頻率將是幾何級數的增長。

　　冉承其指出，隨著信息技術的發展，互聯網、移動通信、衛星導航這三大支柱産業正在實現緊密融合、跨界融合。政府部門也在順應信息技術領域發展變化的趨勢，積極推動北斗與大數據、雲計算與互聯網、移動通信的融合發展。

　　中國衛星導航系統管理辦公室副主任陳穀倉表示，北斗系統若想做好服務，需要在技術創新、管理創新等方面進一步努力，推動引領應用發展。

　　結 語

　　從北斗一號工程立項開始，二十六載風雨兼程，為了實現共同的夢想，幾代北斗人接續奮鬥、數十萬建設者聚力托舉，在強國復興的偉大征程中，一次又一次刷新“中國速度”、展現“中國精度”、彰顯“中國氣度”。

　　雄關漫道真如鐵，而今邁步從頭越。回望來路，北斗人強國初心永不改；展望未來，北斗星光耀全球正當時。

　　（本文圖片全部由航天科技集團五院和西昌衛星發射中心提供）