中國自主研制的北斗三號全球導航系統首發星日前成功發射，至此，我國將迎來新一輪北斗組網衛星高密度發射。按照規劃，到2018年底，將發射18顆北斗三號組網衛星，覆蓋“一帶一路”沿線國家；到2020年左右，完成30多顆組網衛星發射，實現全球服務能力。
轟鳴巨響，長征三號乙運載火箭在西昌衛星發射中心拔地而起，肩負著“中國的北斗、世界的北斗”的光榮使命直刺蒼穹。這標志著我國建設北斗系統全球組網的大幕已經拉開。
此次發射的兩顆衛星屬于中圓地球軌道衛星，是北斗三號第一、二顆組網衛星。作為我國北斗系統“三步走”發展戰略的第三步，北斗三號導航系統建成后能夠全天候、全天時為各類用戶提供高精度、高可靠的定位、導航、授時服務。相較于北斗二號衛星系統，其服務區域將拓展至全球范圍。
安全可靠 聯通世界
??新技術為解決境外衛星數據傳輸提供有效方案
“星間鏈路是北斗三號實現全球導航服務功能的重要手段。”中國航天科技集團五院北斗三號工程副總設計師、衛星首席總設計師謝軍告訴《經濟日報》記者，我國不可能像GPS那樣在全球建立地面站，因此，星間鏈路技術的攻克為解決境外衛星數據傳輸提供了有效方案。
北斗三號導航系統采取星間、星地傳輸功能一體化設計，讓太空兄弟們手拉手、心相通。這不僅實現了高軌、中軌衛星及地面站之間的鏈路互通，還能相互測距，自動“保持隊形”，大幅減輕地面管理的維護壓力。雖然“看不見”在地球另一面的北斗衛星，但使用星間鏈路技術同樣能取得聯系。“在星間鏈路技術應用中，我們還開創性設計了全新網絡協議、管理策略和路由策略，解決了不能通過全球布站進行衛星境外監測的難題，這是北斗全球導航系統建設的另一大特色。”謝軍說。
建設一個安全可靠的全球衛星導航系統是中國航天對世界的莊嚴承諾。“衛星導航技術是國民經濟的強大支撐，也是為全人類提供時間、空間坐標的基礎設施，其服務的連續性和穩定性十分重要。”中國航天科技集團五院北斗三號衛星總指揮遲軍認為，就像停水停電之于城市生活，衛星導航服務一旦中斷，國家和社會的正常運行會受到很大影響，這就給衛星導航的可靠性提出了極為苛刻的要求。
“北斗是一個系統工程，每次為用戶提供服務必須保證有至少4顆衛星正常運行；北斗又是一個全球覆蓋系統，至少需要20余顆衛星運轉完好。這一特點決定了北斗系統產品必須性能出眾、質量過硬。”遲軍說，總結北斗二號經驗，我國進一步提升了北斗三號可用性指標。
從衛星元器件的層層把關到自主修復功能的不斷改進；從采取多種軟、硬件手段保證服務不中斷到利用多項新技術提高衛星抗干擾能力；從反復進行衛星地面驗證工作到使衛星的設計壽命超過10年……這些保障措施都將是北斗衛星連續、穩定在軌服務的御林軍、護衛隊。
中國精度 領先國際
??未來，北斗的精度將與美國GPS相媲美
除了服務范圍由區域覆蓋擴大到全球覆蓋外，北斗三號導航系統在精度上也取得了顯著突破。“在北斗二號性能的基礎上，北斗三號全球導航系統的定位精度將提升1至2倍，達到2.5米至5米的水平。”謝軍介紹說，建成后的北斗全球導航系統將為民用用戶免費提供約10米精度的定位服務、0.2米/秒的測速服務，并且將為付費用戶提供更高精度等級的服務。隨著北斗地基增強系統投入使用，米級、亞米級、分米級甚至厘米級的定位服務將觸手可及。屆時，中國北斗的精度將與美國GPS相媲美。
有“導航衛星心臟”之稱的星載原子鐘是衛星上十分關鍵的載荷產品。原子鐘是以原子躍遷為物理基礎建立的一套極度精密的電子設備，在導航衛星上發揮著提供時間基準的作用。原子鐘的穩定度直接關乎導航衛星定位、測速和授時功能的精度，其質量和可靠性直接決定導航衛星的成敗。目前國際上主要有銣原子鐘、氫原子鐘、銫原子鐘等。
“北斗三號衛星采用新一代銣原子鐘，其每天的頻率穩定度較北斗二號提高了10倍，達到世界先進水平。”中國航天科技集團五院北斗三號衛星總設計師王平表示，銣原子鐘技術的進步，直接推動了北斗導航系統定位精度，由之前區域系統的10米量級向后續全球系統米級分辨率跨越，測速和授時精度同步提高一個量級，為北斗導航系統更深入廣泛的社會應用打下堅實基礎。
與此同時，北斗衛星還配置了性能更好的新研國產氫原子鐘。氫原子鐘雖然質量和功耗比銣原子鐘大，但穩定性和漂移率等指標更為優秀，對于實現北斗導航定位“分秒不差”，起到至關重要的作用。
惠及民生 服務全球
??憑借高精度優勢，可提供更多更好的服務
較高定位精度意味著更多更好的服務。以當前人們使用的共享單車為例，該項目就可以通過高精度定位功能提供的“電子圍欄”技術進行測量劃定，支持后臺對車輛是否停放在指定區域做出判斷，方便引導規范停車，降低其社會管理成本。
憑借北斗高精度優勢，手機導航可以實現1米的定位精度，特別是在衛星信號觀測環境較差、短時間完全遮擋的情況下，手機終端通過增強定位服務，可解決手機用戶在山洞、隧道、車庫等情況下無法定位的問題。
漁船、營運車輛、民航客機安裝北斗終端以后，群眾出行變得更加安全便利；在北斗導航的指引下，拖拉機自動沿線耕作，無人機定點定量噴灑農藥，勞動生產率大幅提升；地震后建筑物幾毫米下沉變化等精密數據的測量，也全靠北斗的一雙“火眼金睛”。
此外，北斗三號導航系統還保留了北斗現有系統的短報文服務，即通信功能??這是其他衛星導航系統不具備的能力。今年8月8日四川九寨溝地震，北斗短報文第一時間將災區情況送達應急指揮中心，為災后救援、搜救失蹤人員提供了寶貴信息。面對一起起突發重大災害，北斗開啟了一扇扇“生命之門”。
在加速北斗系統建設的同時，有一個問題無法回避，那就是該如何看待北斗與GPS、格洛納斯、伽利略等衛星導航系統的關系？“北斗是一個開放的系統，中國的北斗同樣也是世界的北斗。”對此，謝軍表示，我國始終堅持和實踐北斗“服務全球、造福人類”的發展理念，要與其他衛星導航系統相互兼容、合作共贏。在這一原則指導下，北斗衛星在設計建造過程中，就通過兼容互操作技術，為用戶能在終端上接收多個信號奠定基礎，向用戶提供多種選擇方案。北斗導航系統兼容、互操作的便利性將保證全球用戶利益最大化。
3年前，北斗與GPS在達成頻率兼容共識基礎上，正式建立合作機制，共同推動民用衛星導航技術發展；2年前，北斗與伽利略完成衛星導航頻率協調工作；近日，北斗與格洛納斯成功進行兩大系統的兼容試驗，聯手打造兼容使用、精度更高衛星集群的前景指日可待。
今天，中國的北斗已經敞開胸懷、邁開步子，等待世界的接納。明天，中國的北斗將惠及百姓、服務全球，你準備好了嗎？
