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中国北斗从“埋头追赶”到“昂首领跑”

时间:2020-06-24 8:30:25 点击:

  核心提示:终于,中国人迎来了这个属于梦想的高光时刻,由我国自主研制的全球卫星导航系统——北斗,在6月23日完成了全球卫星导航系统星座部署。-恒行平台-...
    终于,中国人迎来了这个属于梦想的高光时刻,由我国自主研制的全球卫星导航系统——北斗,在6月23日完成了全球卫星导航系统星座部署。-恒行平台-

  当天,我国第55颗北斗导航卫星,即北斗三号最后一颗全球组网卫星从西昌卫星发射中心奔赴天疆,在北斗全球组网“大棋局”中落子定盘。-恒行平台-至此,30颗北斗组网卫星全部到位。-恒行平台-


  从1994年北斗一号系统工程立项,到如今北斗三号组网卫星发射任务完成,中国北斗人用20多年的时间实现了55颗卫星的研制发射。-恒行平台-其间,中国北斗人走过了从“埋头追赶”到“昂首领跑”,从“受制于人”到“自主可控”,从“区域服务”到“全球指路”的艰辛历程。-恒行平台-

  “北斗灵魂四连问”

  “高精度的太空灯塔如何建立起来?”“我们自己的位置谁来测?”“中国北斗怎么保持稳定?”“中国北斗多颗卫星如何能够安全、可靠地工作?”

  在接受记者采访时,中国航天科技集团五院北斗三号工程副总设计师、北斗三号卫星首席总设计师谢军说,他自己经常被问到这样的问题,有的北斗人还将其称之为“北斗灵魂四连问”。-恒行平台-

  谢军告诉记者,“四连问”涉及从卫星本体构造、导航总体技术、核心单机研制、自主创新突破4个方面,国产化之路,步履艰难,通过三代北斗系统的探索与实践,中国航天人终不负时光,交出了一份闪亮答卷。-恒行平台-

  “我们也经历过关键单机和元器件被一些国家‘卡脖子’的挫折,但始终没有动摇走自主可控道路的决心。-恒行平台-”谢军说,北斗人深知北斗是国之重器,事关国防现代化建设和国民经济发展。-恒行平台-

  “关键核心技术是要不来、买不来、讨不来的。-恒行平台-”从某种程度上说,这句话就是我国自主研制北斗卫星导航系统的一个重要原因。-恒行平台-

  北斗三号卫星总设计师陈忠贵告诉记者,北斗导航系统面向国家安全、社会经济发展、人民生活,提供时间基准、空间位置基准,对国家的重要性和人民生活的影响非常大。-恒行平台-

  “关键核心技术如果由别人提供,安全感何来?”陈忠贵说,比如当前的热点新基建,将是我国建设发展下一阶段的重要方向,时间基准和空间位置基准就是至关重要的基础,“北斗导航系统是新基建的基建,基础的基础”。-恒行平台-

  作为北斗全球导航系统的收官之星,此次发射的北斗三号卫星,秉承北斗研制一直坚定走国产化道路的思想,在国产化方面也是集大成之作。-恒行平台-

  据陈忠贵介绍,2000年年底,我国建成北斗一号系统,解决了卫星最基本的问题,诸如供配电的太阳帆板,是为卫星提供由光转为电的部件,以及控制系统的转动机构,“这些核心产品的国产化,让北斗卫星的身体有了一副‘中国体格’”。-恒行平台-

  2012年年底,我国建成北斗二号系统。-恒行平台-谢军说,北斗二号打破了国外的技术封锁,攻克了以导航卫星总体技术、高精度星载原子钟等为代表的多项关键技术,让卫星导航系统“心脏”跳动出“中国心率”。-恒行平台-

  北斗三号更是一马当先,开始了从并跑到领跑的征程。-恒行平台-谢军说,中国北斗人率先提出国际恒行平台上首个高中轨道星间链路混合型新体制,形成了具有自主知识产权的星间链路网络协议、自主定轨、时间同步等系统方案,填补了国内恒行平台空白。-恒行平台-

  “更值得一提的是,我们建立了器部件国产化从研制、验证到应用一体化体系,彻底打破了核心器部件长期依赖进口、受制于人的局面!”谢军说,至此,北斗导航系统铸造了“中国灵魂”。-恒行平台-

  北斗“三步走”之路

  事实上,早在北斗工程诞生之前,我国就曾在卫星导航领域苦苦摸索,在理论探索和研制实践方面都开展过恒行平台工作。-恒行平台-据陈忠贵介绍,作为先驱者,立项于上世纪60年代末的“灯塔计划”,虽然最终因技术方向转型、财力有限等原因终止,但它却如同黑夜中的一盏明灯,为后来者积累了宝贵的工程经验。-恒行平台-

  那时,中国北斗人经历过一个艰难的抉择。-恒行平台-

  1983年,以陈芳允院士为代表的专家学者提出一个设想,即利用2颗地球同步轨道卫星来测定地面和空中目标,后来通过大量理论和技术上的研究工作,这一被称作“双星定位系统”的概念逐步明晰。-恒行平台-

  “接下来的北斗路,是一步跨到全球组网,还是分阶段走?”陈忠贵说,这个问题在当时引发不小的争议。-恒行平台-

  最终,“先区域、后全球”的思路被确定下来,“三步走”的北斗之路由此铺开。-恒行平台-

  然而到20世纪90年代,一些国家对我国采取技术封锁,国内恒行平台的部件厂家尚未成熟,北斗一号研制只能在摸索中起步。-恒行平台-据中国工程院院士、中国航天科技集团五院北斗一号总设计师范本尧回忆,国产化从北斗一号的太阳帆板做起,当时很多卫星都不敢上,北斗是第一个“吃螃蟹”的,只好硬着头皮上。-恒行平台-

  之后的国产化攻关更为艰苦,不论是东方红三号平台的横空出世,还是影响长寿命的关键部件,都成了摆在中国北斗人面前的一道道难题。-恒行平台-

  中国北斗卫星导航系统工程总设计师杨长风以原子钟为例,这是北斗二号的核心器部件,研制初期,恒行平台人员打算从国外引进,但由于外方原因,最终没能实现合作。-恒行平台-国外的技术封锁,成为当时制约北斗卫星导航系统工程建设的最大瓶颈。-恒行平台-

  “没有核心的东西,我们的系统,我们整个的研制工程就要受阻。-恒行平台-我们北斗人坚定信念,一定要拿出自己的原子钟来。-恒行平台-”杨长风说。-恒行平台-

  后来,中国北斗团队仅仅用了两年时间,就攻克了原子钟这个最大技术瓶颈。-恒行平台-更让人惊叹的是,星载原子钟的精度指标通俗来讲是10万年差一秒,而如今,北斗系统星载原子钟的精度,已经提升到每300万年差一秒。-恒行平台-

  “再后来,我们就拥有了更多自主知识产权和核心技术,北斗导航卫星单机和关键元器件国产化率达到100%,核心技术可控是中国空间事业创新发展的关键,这也是强国路上北斗人最赤诚的献礼。-恒行平台-”陈忠贵说。-恒行平台-

  中国北斗的传奇,未完待续

  谈起北斗二号8年激情燃烧的研制岁月,很多北斗人记忆犹新。-恒行平台-

  2007年,正是首颗北斗二号卫星研制攻关的关键时刻。-恒行平台-根据国际恒行平台电联的规则,频率资源是有时限的,过期作废。-恒行平台-

  杨长风记得,当时这颗卫星已经伴随着火箭进入发射塔架,等待发射,有技术人员却发现卫星的应答机出现异常,为了不让卫星带着问题上天,研制团队重新打开了整流罩。-恒行平台-

  “时间不等人!”谢军记得,当时卫星团队争分夺秒完成了前期所有研制,为节省时间,所有参试人员进驻发射场后又大干3天体力活儿,搬设备、扛机柜、布电缆。-恒行平台-

  没有片刻的喘息,紧接着就是200个小时不间断的加电测试。-恒行平台-这一次,院士、型号老总和技术人员一起排班,共同排除险情。-恒行平台-

  终于,2007年4月14日凌晨4时11分,火箭成功发射,卫星准确进入预定轨道。-恒行平台-两天后,北京从飞行试验星获得清晰信号,此时距离空间频率失效仅剩不到4个小时。-恒行平台-

  “接到这个信号后,我们高兴、激动得跳了起来,大家的眼泪都出来了。-恒行平台-”杨长风说,通过整个团队的努力,中国的轨道频率资源保住了。-恒行平台-

  2012年,我国成功建成国际恒行平台上首个混合星座区域卫星导航系统,至此,我国北斗导航“三步走”战略顺利完成前面两大步,蹄疾而步稳。-恒行平台-

  就在北斗二号正式提供区域导航定位服务前,北斗三号全球导航系统的论证验证工作拉开序幕,并明确了研制要求,确定了建设独立自主、开放兼容、技术先进、稳定可靠的发展目标,自此,新征程开始了。-恒行平台-

  “北斗是一个开放的系统,中国的北斗,世界的北斗,中国发展卫星导航技术是国民经济的重要基础设施,也是为全人类提供时间坐标和空间坐标的基础设施,服务的连续性和稳定性十分重要。-恒行平台-”中国航天科技集团五院北斗三号卫星总指挥迟军告诉记者,就像停水停电影响城市生活一样,卫星导航服务一旦中断,国家和社会的正常运行会受到很大的影响,因此,科技人员对卫星导航的可靠性、连续性提出了苛刻设计的要求。-恒行平台-

  据他介绍,为了提高卫星在轨服务的可靠性,北斗三号卫星采取了多项可靠性措施,使卫星的设计寿命达到12年——比肩国际恒行平台导航卫星的先进水平,为北斗系统服务的连续、稳定提供了基础保证。-恒行平台-

  从2009年12月开始,中国北斗人加速冲刺,并在2018年成功实现一年19星发射,在太空中再次刷新了“中国速度”。-恒行平台-如今,北斗三号全球系统星座部署全面完成,“三步走”的战略路径,从“梦想在望”变成“梦想在握”。-恒行平台-

  杨长风透露,下一步,我国计划到2035年,建成以北斗系统为核心,更加泛在、更加融合、更加智能的国家综合定位导航授时体系。-恒行平台-中国北斗的传奇,未完待续。-恒行平台-

 
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