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北斗完成全球部署!这是离我们最近的“大国重器”

6月23日9时43分,北斗三号全球卫星导航系统最后一颗组网卫星成功发射。至此,北斗全球星座部署圆满收官,中国人终于建成了属于自己的全球卫星导航系统。

北斗建成,这事有多重要?

逆袭

先从1991年海湾战争讲起。

那一年,当全世界电视机前的观众看到美军一枚导弹精确穿过前一枚导弹炸开的洞口,钻入目标内部爆炸时,都震惊了。

人们第一次见识了精密制导武器的威力,从此人类战争史多了一个概念:“外科手术式打击”。

美军能这么“横”,靠的就是自己研发的GPS系统。彼时美国风头无两,以至于许多美国品牌都成了所在品类的代名词:美国吉普成了越野车的代名词,美国席梦思成了弹簧床垫的代名词,美国GPS成了全球卫星导航系统(GNSS)的代名词。

外行看热闹,内行心中急。“外科手术”今天能发生在中东,明天也能发生在远东。

之后,世界各国纷纷开始研制自己的GNSS系统:俄罗斯的格洛纳斯、欧洲的伽利略,还有中国的北斗。

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“导航卫星俱乐部”成员。图源:中国航天科普网

1994年,党中央、国务院和中央军委毅然决策启动北斗一号工程,进行试验探索。

彼时,美俄各发射了20多颗卫星,已完成了全球组网,中国面对的却是西方国家严密的技术封锁。

中国把希望投向处于同一起跑线的欧盟,希望能加入“伽利略”计划共同研发,但在关系国家重大竞争力的合作中,自身没有过硬实力和核心技术,往往难有对等交流,多轮频谱合作谈判进展缓慢。到2007年,中国还被“踢”出了伽利略计划。

好在中国一直有个法宝:独立自主。在积极寻求国际合作的同时,中国也从未放弃过自力更生。2007年4月初,首颗北斗导航卫星如期矗立在发射塔架上;13年后的今天,第55颗北斗导航卫星成功发射,完成全球星座部署。 

绝活

“北斗系统的技术和能力水平,对标的是世界一流。”

在赛道赶超上,中国还有个法宝:“三步走”。北斗的“三步走”战略是:北斗一号系统,解决“有无”;北斗二号系统,追赶国外;北斗三号系统,比肩超越。

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北斗卫星导航系统三阶段部署。图源:“中国航天日”微信公众号

北斗与其他卫星导航系统相比,有哪些独家绝活儿?

第一个:多轨道卫星,带来更高精度。

北斗卫星导航系统工程总设计师杨长风说,北斗系统采用三种轨道卫星组成了混合导航星座,这可以保证在全球任何位置、任何时间都可以给出精准的定位。

与世界其他卫星导航系统相比,北斗的高轨卫星更多,抗遮挡能力强,尤其在低纬度地区性能优势更为明显。美国GPS、俄罗斯格洛纳斯、欧洲伽利略等导航系统,都基本分布在单一高度轨道上。

第二个:短报文系统,北斗可以“发短信”。

“北斗系统创新融合了导航与通信能力,北斗三号全球系统进一步提升了北斗独有的短报文通信服务。”杨长风说,在应急情况下或是没有移动通信信号的区域,装有北斗短报文模块的北斗终端可以通过短报文进行紧急通讯,不仅能让用户知道自己“在哪儿”,也能告诉别人“发生了什么”。

目前,北斗三号的信息发送能力已从原来的一次120个汉字,提升到一次1200个汉字;通信带宽也进一步提升,从50万用户能力提高到500万用户。

据介绍,完成全球组网后的北斗三号系统,比北斗二号系统的服务能力提升约10倍,有望成为全球最精准的卫星导航系统

更关键的是,据中国航天科技集团五院北斗三号卫星总设计师陈忠贵介绍,北斗导航卫星单机和关键元器件国产化率达到100%,完全做到了自主可控。

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北斗卫星导航系统介绍。图源:人民日报客户端

产业

GNSS系统起初是为了军用,转为民用后,创造了巨大的应用市场。这样的故事,我们已在计算机、互联网等产业无数次看到过。

北斗产业也不例外。《2020中国卫星导航与位置服务产业发展白皮书》介绍,截至2019年,中国卫星导航与位置服务产业总体产值已达到3450亿元人民币;相关企事业单位数量保持在14000家左右,从业人员数量超过50万人。

这么大市场,这么多从业者,我们在哪儿能找到北斗呢?

其实,北斗一直在我们身边。

比如目前申请进网的手机中,支持北斗的手机达70%以上,北斗高精度及北斗辅助快速定位用户已突破5亿。我们平日里手机的定位功能,很多就是由北斗系统提供的。

只不过,由于手机定位几乎都兼容多个卫星导航系统,并不会显示哪一刻的服务是由北斗提供的、哪一刻是其他系统提供的。现在市面上有不少搜星定位APP,可以查看手机接收到的是哪些卫星的信号。

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北斗定位功能。图源:人民日报微博

此外,北斗还在交通运输、农林渔业、水文监测、气象测报、通信时统、电力调度、救灾减灾、公共安全等领域得到广泛应用。

可以说,北斗是离百姓生活最近的“大国重器”。

截至2019年底,国内超过650万辆营运车辆、3万辆邮政和快递车辆,36个中心城市约8万辆公交车、3200余座内河导航设施、2900余座海上导航设施已应用北斗系统,建成全球最大的营运车辆动态监管系统。

在防控新冠疫情期间,这一系统发挥了巨大作用。

对任何一个国家来说,建设GNSS系统都是件“烧钱”的事。把民用市场做大、开辟更多商业应用,就意味着可以调动市场的力量建设北斗,进入投入-产出的良性循环,从而在完成国家战略的同时,也为社会创造出更多中高收入岗位。

当美国SpaceX公司的商业火箭已数次往返天际时,我们也要看到,北斗商用市场的开发依然任重道远。但正如杨长风对岛叔说的那样:“卫星导航只受制于人们的想象力”。

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北斗三号发射升空。图源:央视新闻

来源:侠客岛 文/螺蛳道长