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從無到有 還要繼續攻關
既然我國的技術水平已經可以媲美GPS,那麼北斗為什麼還要分幾步走,不迅速實現全球覆蓋?
最關鍵的環節是衛星。由於種種原因,一些尖端技術我們無法借鑒,我國航天人必須自主創新。
楊慧介紹説:“我國此前並沒有製造導航衛星的先例,我們是在通信衛星的平臺上進行的探索。但這兩者還是有很多不同:比如導航衛星不能通過噴氣推動來調整姿態;衛星的陀螺儀壽命不夠;如何增加衛星平臺的承載與供電能力等等問題。這些都曾經是衛星設計團隊面臨的難題。”
2009年,衛星在研製過程中曾發現供配電系統可能存在嚴重的問題,為此試驗人員進行了大量的電纜等方面的工作,這件事至今都讓謝軍記憶深刻。當時,一幫70後、80後的北斗團隊成員認真復核電路設計,並對連接後的電纜進行反復試驗,最後竟然把整個庫房中的電纜都用光了。
正是團隊成員以孜孜不倦、嚴謹求實的作風,抱著解決問題的決心來進行設計研發,才有了後續穩定工作的導航衛星。“為了查清楚問題原因,我們不惜一切代價,直至問題徹底解決。”謝軍向《中國經濟週刊》感嘆道。
衛星的壽命直接影響整個導航系統的服務質量。現階段我國導航衛星的設計使用壽命仍然只有8年。今後在建設全球系統時,將著力延長衛星壽命至10~12年。這其中的關鍵部件較多,同時要提高全球系統的性能的關鍵部件之一——星載原子鐘,可謂是決定導航系統性能的重中之重。
在2004年啟動北斗導航項目時,國內的星載原子鐘還只是停留在高校試驗階段,市場上並無産品。星載原子鐘的研製在當時相當棘手,因在這之前的所有飛行器中都未使用過如此高精度的原子鐘。一旦星載原子鐘與地面站的計時有偏差,那麼信號的路程就無法精確計算,精確導航和定位更無從談起。
當時一度希望進口國外的銣原子鐘來加快研發,但是北斗總設計師、中國科學院院士孫家棟告誡説,美國人不賣,歐洲人的東西又沒有上過天,不能過分相信外國技術,中國人必須搞自己的鐘。“當初是在孫院士的大力支持下,我們這些研發人員才能更加堅定信心、夠踏踏實實做好産品。”謝軍回憶起這些往事時感嘆道。
現在國産星載銣原子鐘的研製成功突破了國外的技術封鎖,填補了國內空白,對於我國衛星導航系統建設産生了重大戰略意義。
儘管導航衛星的研製已經取得很大的突破,但離達到全球衛星定位系統的要求還有很長的路要走。比如超出了現有地面基站的測控範圍,如何保證定位精確度等難題又擺在了航天人的面前。
如今,在南極科考的雪龍號上,裝載了北斗系統的用戶機並在整個航行過程中使用。從2012年8月自南極返回的用戶機的反饋來看,結果令人滿意。“我還期望下一次能夠得到更多的數據。”謝軍告訴《中國經濟週刊》,“必須通過這些試驗,我們才能不斷完善衛星系統的性能。”
2009年至今,北斗成功發射了14顆星。綜合考慮各方面因素,為加快衛星發射速度,火箭系統還採取了一箭雙星的發射技術。相關負責人表示,未來還將視情況採取一箭四星的發射方式,加快衛星的構型佈局。
“一般衛星導航系統只是告訴你什麼時間、在什麼地方。而中國的北斗衛星導航系統除了讓你自己知道在什麼時間、什麼地方之外,還可以將你的位置信息發送出去,使你想告知的其他人獲知你的情況。把短信和導航結合,是中國北斗衛星導航系統的獨特發明。” 北斗衛星導航系統新聞發言人、中國衛星導航系統管理辦公室主任冉承其説。
隨著中國北斗衛星導航系統(下稱“北斗”)開始向亞太大部分地區提供持續無源定位、導航、授時等試運行服務,這種有著獨特源定位和短報文特色服務的導航衛星系統正式亮相於世界。
北斗將同目前壟斷國內導航産業95%以上的GPS展開正面競爭。“北斗志在將中國用戶從GPS手中搶回來。”北斗衛星導航系統工程副總設計師李祖洪認為,到了2020年,肯定每個人的生活都離不開北斗。
人們的期望很大,因為這是中國首次擁有自主知識産權的衛星導航系統。而在這背後,是市場各界、産業上下游對於衛星導航産業的“商業窺探”。