中國北斗向全球招手(航天強國·從大國到強國)

北斗在哪里?傳唱歌謠中:“大河向東流,天上的星星參北斗。”

北斗在哪里?巡弋星空上:浩瀚蒼穹剛剛迎來兩顆北斗三號全球組網(wǎng)衛(wèi)星。

北斗在哪里?睥睨世界時:四大全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)中又多了一張中國名片。

北斗在哪里?滲透各領(lǐng)域:沙場點兵的檢閱場、翱翔藍天的國產(chǎn)大飛機上、波濤洶涌的江海上、車水馬龍的街道上、形影不離的手機里、五谷豐登的田野上……北斗遠在天邊,近在眼前。

正在全球組網(wǎng)的中國北斗系統(tǒng)不僅“高大上”,而且“接地氣”。國之重器,強國利民;服務(wù)全球,引領(lǐng)未來。

那么,中國北斗從哪里來,到哪里去?中國北斗如何影響你我生活,服務(wù)全球民眾?本報記者就此采訪了多家相關(guān)機構(gòu)以及多位專家學者。

■ 北斗三號有啥不同?

開啟全球組網(wǎng)新時代

11月5日,中國西昌衛(wèi)星發(fā)射中心,長征三號乙運載火箭以“一箭雙星”方式成功發(fā)射第二十四、二十五顆北斗導航衛(wèi)星,這是中國北斗三號第一、二顆組網(wǎng)衛(wèi)星,開啟了北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)全球組網(wǎng)的新時代。

北斗第三步,敢為天下先。據(jù)中國航天科技集團五院北斗三號工程副總設(shè)計師、衛(wèi)星首席總設(shè)計師謝軍介紹,在北斗二號性能的基礎(chǔ)上,北斗三號導航系統(tǒng)在設(shè)計之初,就把目標放在尚未發(fā)射的第三代GPS導航衛(wèi)星以及歐洲伽利略導航系統(tǒng)的設(shè)計指標上。從系統(tǒng)芯片到計算機操作系統(tǒng),北斗三號實現(xiàn)了核心產(chǎn)品的國產(chǎn)化。從服務(wù)國內(nèi)及周邊到服務(wù)全球,北斗三號具有一系列新特點。

更精準——電子圍欄如何精準定位共享單車,打破亂停亂放困局?北斗三號全球?qū)Ш较到y(tǒng)的定位精度提升1至2倍,達到2.5米至5米水平,其地基增強系統(tǒng)還可提供米級、亞米級、分米級,甚至厘米級的服務(wù),滿足共享單車電子圍欄的需求。同時,還將向國際搜救組織免費提供全球范圍內(nèi)搜救服務(wù)。

更可靠——數(shù)十顆北斗衛(wèi)星同時在天上飄,它們是如何做到各自都不會擅離職守呢?北斗三號控制分系統(tǒng)增加衛(wèi)星至少60天的完全自主運行能力,保證了在地面測控站出現(xiàn)故障期間,北斗衛(wèi)星在軌仍能夠正常工作。這大大減少了對地面站的依賴,成就“可視”范圍外對衛(wèi)星的控制。

更高效——中國在國土范圍之外的地面站很少,位于地球兩端的北斗衛(wèi)星如何取得聯(lián)系?北斗三號增加星間鏈路,形成了星星組網(wǎng)、星地組網(wǎng)的復雜系統(tǒng)。北斗三號的星間鏈路系統(tǒng)還能與其他類型衛(wèi)星相關(guān)聯(lián),實現(xiàn)中國衛(wèi)星之間的聯(lián)網(wǎng),更加高效地互通天地信息。

除了這些新的特點,北斗三號還采取了新信號體制,為民航提供了兩個頻率的導航信號,并保留了原有的特色即短報文功能。

“新信號體制具備與GPS等系統(tǒng)兼容互操作的能力,雙頻導航信號使其服務(wù)能力更可靠,短報文功能把導航和通信融合在一起,是未來導航發(fā)展的一個方向。”北京航空航天大學黨委書記、中國工程院院士張軍對記者介紹,這些新特點使得中國北斗在國際民航等領(lǐng)域更具競爭力,成為中國北斗走向國際的重要推動力。

“今年北斗三號的第一顆和第二顆正式衛(wèi)星發(fā)射,標志著北斗從國內(nèi)走向全球。”北京航空航天大學高級工程師李銳說,“北斗正在以開放的姿態(tài)、按照計劃務(wù)實地實現(xiàn)系統(tǒng)建設(shè)。”

■ 北斗如何走向海外?

圍繞“一帶一路”推廣服務(wù)

“在哪都可以實時看到車和貨的位置,我們今后跑國際運輸就更放心了!”吉爾吉斯斯坦車隊卡車司機扎里波夫?qū)圮嚿系男卵b備贊賞有加。10月30日至11月1日,中國、吉爾吉斯斯坦、烏茲別克斯坦聯(lián)合開展的國際道路貨運試運行活動成功舉行,一個新裝備在此次試運行活動中表現(xiàn)“搶眼”。

駕駛員們使用的這個新裝備,正是由中國交通通信信息中心開發(fā)的“北斗衛(wèi)星導航車載終端”。參加此次試運行活動的9輛貨車,都統(tǒng)一安裝了該終端,為中外卡車定位導航和通信保障提供了可靠的“中國服務(wù)”。

自2012年12月27日,中國政府宣布北斗區(qū)域?qū)Ш较到y(tǒng)正式提供區(qū)域服務(wù)以來,北斗系統(tǒng)受到了越來越多國家的關(guān)注。北斗產(chǎn)品功能涵蓋災情預報、精準農(nóng)業(yè)、遠洋漁業(yè)、物聯(lián)網(wǎng)等方面,日益國際化大眾化,正越來越多地“飛入尋常百姓家”。

1月是蒙古國中央省最寒冷的季節(jié)。蒙古國功勛牧人很莫德呼老人從今年起再也不用頂風踏雪在外放牧了。繼“北斗衛(wèi)星放牧系統(tǒng)”在內(nèi)蒙古草原推廣之后,如今,蒙古國的功勛牧民也用上了這一系統(tǒng)。“給種馬、種駝、領(lǐng)頭牛羊戴上衛(wèi)星設(shè)備,用手機就能詳知整群牲畜的位置、數(shù)量和生存狀態(tài),中國的北斗衛(wèi)星真是神啦!”很莫德呼老人高興地說。

從蔥蘢的東盟國家到廣袤的阿拉伯地區(qū),從寬廣無垠的陸地到碧波蕩漾的江海,北斗系統(tǒng)在“走出去”的征程中,創(chuàng)造了不俗的成績單:

在老撾,北斗服務(wù)于精細農(nóng)業(yè)、病蟲災害監(jiān)管;在文萊,北斗輔助其都市建設(shè)、智慧旅游;在巴基斯坦,北斗為其地籍管理、環(huán)境監(jiān)測、交通監(jiān)控等多種信息化管理提供保證;在斯里蘭卡,48個北斗地基增強基站,為國土勘查測繪提供“天眼”支持;在馬來西亞, “北斗東盟數(shù)據(jù)及服務(wù)中心”為東盟地區(qū)多國提供多領(lǐng)域服務(wù)……

“帶北斗功能的產(chǎn)品,已經(jīng)輸送到全球30多個國家,技術(shù)合作比這還要更多一些。”據(jù)中國衛(wèi)星導航系統(tǒng)管理辦公室主任冉承其介紹,圍繞“一帶一路”進行國際推廣和服務(wù)應(yīng)用,是北斗系統(tǒng)的建設(shè)重點,北斗系統(tǒng)也在不斷完善,力求讓用戶得到最好的服務(wù)。

■ 北斗何時服務(wù)全球?

2020年具備服務(wù)全球能力

當今世界四大衛(wèi)星導航系統(tǒng)爭奇斗艷。在加速北斗系統(tǒng)建設(shè)的同時,有一個問題無法回避,那就是該如何看待北斗和其他衛(wèi)星導航系統(tǒng)的關(guān)系?對此,中國在啟動北斗導航系統(tǒng)建設(shè)之初就給出了回答——“中國的北斗,世界的北斗”,北斗要與其他衛(wèi)星導航系統(tǒng)相互兼容,共同發(fā)展,這是中國發(fā)展北斗系統(tǒng)的一項原則。

其實,開放、兼容的建設(shè)理念不僅符合中國北斗的發(fā)展需要,更符合全球用戶的利益需求。

以民航應(yīng)用為例,李銳對記者介紹,民航對衛(wèi)星導航的可靠性要求比較高,在單獨的GPS使用中,常常會由于星座數(shù)目不夠或者分布不均勻,影響飛機導航的正常使用。隨著北斗、格洛納斯、伽利略等系統(tǒng)加入國際民航標準,未來的飛機上可以看到4倍以上的衛(wèi)星,這將給全球用戶帶來極大的好處。

然而,不得不承認的是,中國北斗比GPS起步晚了近20年,不管是標準的加入還是應(yīng)用的推廣,中國北斗都還存在一定差距。要實現(xiàn)北斗服務(wù)全球,還要繼續(xù)推動北斗系統(tǒng)國際化發(fā)展。

服務(wù)全球必須覆蓋全球。據(jù)謝軍介紹,中國將于2018年全面覆蓋“一帶一路”國家和地區(qū),率先為其提供基本服務(wù),2020年將實現(xiàn)35顆北斗衛(wèi)星全球組網(wǎng),具備服務(wù)全球的能力。

服務(wù)全球必須融入全球。目前,中國正在積極推動北斗系統(tǒng)進入國際民用航空組織、國際海事組織、移動通信國際標準組織等。

服務(wù)全球需要產(chǎn)業(yè)支撐。只有工業(yè)部門和飛機、輪船等設(shè)備制造廠商,選擇安裝北斗的設(shè)備,才能把北斗導航推到實用。

“系統(tǒng)的建成、標準的加入、設(shè)備的研制、應(yīng)用的推廣,只有這4個階段完成后,北斗才能算真正取得國際應(yīng)用落地。”李銳說,“實際上,GPS在先期的標準推動和行業(yè)應(yīng)用中也走了很多彎路,中國北斗也是在吸取教訓的基礎(chǔ)上走自己的發(fā)展之路。”

■ 北斗未來將帶來哪些驚喜?

產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展前景廣闊

工人只需簡單操作,物流包裝便可自動選擇包裝箱并分揀配送;農(nóng)民在家里干著家務(wù)逗著娃,就能通過無人機在田里播著種灑著藥;警察坐鎮(zhèn)指揮中心,就可精準調(diào)度巡邏警車和警力;牧民坐在家中喝著奶茶聊著天,就能放牧幾公里外的羊群牛群……

你可曾想過,這些場景正在通過北斗而變成現(xiàn)實。

隨著北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的逐步建設(shè),北斗的高精度定位、高精度授時、短報文發(fā)送功能將與互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等技術(shù)相互融合,“北斗+物流”、“北斗+農(nóng)業(yè)”、“北斗+工作”,北斗將飛入全球百姓家,為人們帶來更多便利與驚喜。

目前,北斗已廣泛應(yīng)用于交通運輸、海洋漁業(yè)、水文監(jiān)測、氣象預報、測繪地理信息、森林防火、電力調(diào)度、救災減災、應(yīng)急搜救等領(lǐng)域,為經(jīng)濟和社會發(fā)展注入新的活力。據(jù)張軍介紹,隨著北斗系統(tǒng)國產(chǎn)化的應(yīng)用以及北斗三號全球系統(tǒng)的建設(shè),中國民航也已經(jīng)提前開展了相關(guān)工作。

與此同時,完整的北斗產(chǎn)業(yè)鏈初具規(guī)模,并走向海外。短短幾年,中國衛(wèi)星導航與位置服務(wù)產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)值已突破2000億元,全國從事北斗開發(fā)應(yīng)用的企業(yè)已達1.4萬家,在70多個國家和地區(qū),吸引了大量忠實的“北斗粉”。一大批具有世界水平的北斗產(chǎn)品應(yīng)時而生,并在緬甸、泰國、越南、韓國等東南亞國家實現(xiàn)了規(guī)模應(yīng)用,還遠銷中東和非洲地區(qū),成為廣受歡迎的“搶手貨”。

據(jù)中國衛(wèi)星導航系統(tǒng)管理辦公室介紹,未來將不斷加強北斗系統(tǒng)在前沿領(lǐng)域創(chuàng)新應(yīng)用的戰(zhàn)略布局,在自動駕駛、人工智能、未來網(wǎng)絡(luò)等前沿領(lǐng)域,開展北斗創(chuàng)新應(yīng)用的前瞻研究和試驗布局。中國正在積極推進北斗應(yīng)用服務(wù)體系建設(shè),以北斗大規(guī)模應(yīng)用帶動系統(tǒng)的新發(fā)展,到2020年逐步完善北斗應(yīng)用服務(wù)體系。(本報記者 王 萌 賈平凡)