杨长风等:加快建设下一代北斗系统 筑牢国家时空信息服务重要基石******
2020年7月31日,习近平总书记向世界宣布北斗三号全球卫星导航系统正式开通,标志着北斗“三步走”发展战略圆满完成,北斗迈进全球服务新时代。
北斗卫星导航系统是我国独立建设运行的全球卫星导航系统,是联合国全球卫星导航系统国际委员会明确的全球系统核心供应商之一。北斗三号全球卫星导航系统的建成开通,是我国攀登科技高峰、迈向航天强国的重要里程碑。北斗卫星导航系统开通服务两年以来,持续运行稳定,性能稳中有升,产业快速发展,服务亿万大众,成为国家重大战略性时空信息基础设施。进入新的历史阶段,面对世界卫星导航新一轮竞技和用户不断增长的泛在时空信息需求,应深入贯彻新发展理念,加快建设下一代北斗系统,并以北斗为核心构建国家综合时空体系,抢占未来发展制高点,着力构建新发展格局,努力实现高质量发展。
迈上全球服务新阶段,树立精稳运行高标杆
北斗三号全球卫星导航系统仅用两年半时间高密度发射18箭30星,且组网发射“零故障”,创造了世界卫星导航发展史上的奇迹。
精度世界一流。北斗系统通过创新星座构型、构建星间链路、优化信号体制等多种技术创新,在全球范围实现一流精度。国际卫星导航监测组织及监测评估系统实时对我国北斗、美国GPS、俄罗斯格洛纳斯、欧洲伽利略系统等全球系统监测评估结果表明,北斗系统全球定位精度优于5米,在亚太地区的精度更高,超过美国GPS、俄罗斯格洛纳斯等系统,服务性能世界一流。同时,北斗系统还可提供差异化的高精度和高完好服务,构建天地基增强服务体系,在我国及周边地区通过星基增强、精密单点定位和地基增强服务,为用户提供从米级到分米级、厘米级和事后毫米级的高精度服务,以及I类精密进近完好性服务,进一步满足用户高性能的导航定位需求。
服务功能强大。北斗系统突破卫星导航多体制兼容和一体化设计系列关键技术,在卫星平台上实现7大服务、3个频点8个信号的集成融合设计,不仅可以向全球用户提供基本的定位导航授时服务,还具备多种特色服务功能。其中包括向全球用户提供的全球短报文通信和国际搜救服务,向我国及周边地区用户提供的区域短报文通信、星基增强服务、精密单点定位和地基增强服务。北斗系统多信号的融合播发,有利于用户获取更多的可用信号,有利于提升用户高精度定位的效率,提升导航定位的可信度和可靠性。
运管高效有力。北斗全球系统由30颗卫星、数十个地面站,以及卫星与卫星、卫星与地面、地面与地面间数百条链路构成,是我国迄今为止规模最大、覆盖范围最广、服务性能要求最高的巨型复杂航天系统,也是国际上第一个实现星地一体组网业务化运行的全球卫星导航系统。针对北斗系统庞大复杂、一体运行要求高、运行管理模式新等特点,创新构建中国特色的北斗系统运行管理体系。管理层面,充分发挥新型举国体制优势,建立集中统一的组织机构和工作机制,构建高效运转的管理机制和多方联保机制;技术层面,大力实施数据融通与智能运维工程,推动运管向智能化方向发展,运管水平大幅提升。
运行连续稳定。卫星导航系统作为提供时空信息服务的基础设施,连续稳定运行是重要要求,服务中断将直接影响用户使用。北斗系统的建成开通不是终点,而是新的起点。高稳定运行能力和高可靠连续服务,是北斗系统进入全球服务时代的新标尺。从世界上其他全球卫星导航系统运行来看,均出现过服务中断或服务偏差等问题。例如,2019年,欧洲伽利略系统因地面段升级造成精密时间设施故障,服务持续中断117小时,引发国际卫星导航领域高度关注。北斗系统自2012年12月27日向亚太开通服务以来,至今服务“零中断”;2020年7月31日向全球开通服务以来,系统运行连续稳定,系统性能稳中有升。
培育壮大时空服务产业,助力高质量发展
“天上好用,地上用好。”实现应用服务是北斗系统建设的出发点,也是落脚点。近年来,我国卫星导航与位置服务产业保持年均20%左右的稳健增长,2021年总产值达4690亿元,北斗规模应用进入市场化、产业化、国际化发展的关键阶段。
促进产业生态健康发展。作为我国战略性新兴产业,卫星导航产业经过十余年发展,已形成涵盖芯片、模块、天线、板卡、终端和服务全链条的完整产业链,芯片工艺从130纳米提升到14纳米,尺寸从150多平方毫米缩小到5平方毫米。近年来,北斗兼容型芯片模块销量超过亿级规模,北斗产业化发展写入国家“十四五”规划和2035年远景目标纲要,各地方、各行业也陆续出台相关规划和政策。目前,我国已建立北斗基础产品检测认证、北斗导航专利优先审查等机制,成立全国北斗卫星导航标准化技术委员会,卫星导航基础产品自主优质供给不断扩大,卫星导航专利累计申请量保持全球第一,百余项重要标准先后制定发布,北斗产业生态持续健康发展。
保障国民经济命脉安全。北斗深度融入我国国民经济多个领域,通过提供精准、可靠的时空基准信息服务,实现显著的经济效益和社会效益。在交通运输领域,建成全球最大的车联网平台,截至2021年底,国内超过780万辆道路营运车辆、4万多辆邮政快递干线车辆已应用北斗系统,大幅提升我国综合交通管理效率和运输安全水平。在通信领域,与中国移动合作在全国范围建设超过4000座北斗地基增强基准站,建成全球规模最大的5G+北斗高精度服务系统,可面向全国广大地区提供高精度定位服务。在电力领域,已完成超过2000座电力行业北斗地基增强基准站部署,为无人机自主巡检、变电站机器人巡检、杆塔监测等提供高精度服务。在救灾减灾领域,已建成多级服务平台,应用北斗终端约5万台,成功预警甘肃黄土滑坡、湖南石门山体滑坡等自然灾害。随着新基建战略的布局推动,北斗加速融入并持续护航电力电网、金融、电信、信息网络等基础设施建设,为国民经济命脉安全稳定运行提供有力保障。
赋能经济社会产业发展。北斗广泛进入民生领域,正在催生“北斗+”和“+北斗”的新业态、新模式,深刻改变人们的生产生活方式。以智能手机和智能穿戴设备为代表的北斗大众领域应用获得全面突破,包括智能手机器件供应商在内的多家国内外主流芯片厂商与北斗达成合作。2021年,在国内智能手机出货中,支持北斗系统的达3.24亿部,占总出货量的94.5%。在智慧家居、智慧社区、智慧文旅、智慧教育等涉及大众生活的数字化应用场景,北斗精准统一的时空服务正加快与物联网、云计算、大数据、人工智能等新技术融合,促进经济社会提质增效发展。
推动构建人类命运共同体。中国的北斗,也是世界的北斗。北斗全球系统的建成是我国为全球公共服务基础设施建设作出的重大贡献,也对推动构建人类命运共同体具有深远意义。北斗积极推动国际化发展,务实开展国际合作,与其他卫星导航系统兼容共用、共同发展,携手为全球用户服务。积极履行全球系统核心供应商的责任担当,广泛参与联合国框架下多边协调交流活动,成功加入国际民航、海事、通信、搜救等国际组织标准,服务国际主要行业应用。根据不同国家、不同行业应用需求,提供定制化的北斗应用解决方案,国产北斗应用产品输出到全球半数以上的国家和地区,东盟、南亚、东欧、西亚、非洲、阿盟等用户陆续加入北斗“朋友圈”,北斗应用惠及全球,为世界贡献中国智慧和中国力量。
加快建设下一代北斗,打造竞争新优势
2020年,世界卫星导航发展进入新纪元,全球四大卫星导航系统和日印等区域系统均已提供服务,并瞄准2035年前后形成新的竞争优势。展望未来,北斗系统要应势而上、承上启下,不断开拓创新,打造竞争新优势。
卫星导航进入新一轮国际竞技。当前,全球在轨运行服务的卫星数量有近140颗,世界卫星导航全面进入多系统服务新阶段。为进一步提升系统能力和全球竞争力,世界各主要卫星导航国家瞄准更高精度、更多功能、更加安全,均在规划和部署新一代系统。美国计划2034年前完成32颗GPSIII系列卫星部署,欧洲计划2035年前完成第二代伽利略系统建设,俄罗斯计划2030年建成以新一代卫星为主体的导航星座,新一轮世界卫星导航新竞技态势日益凸显。
创新升级北斗系统。面对创新超越的重要机遇期,北斗要创新系统架构,在现有中高轨混合星座基础上,紧抓商业航天发展机遇,构建高中低轨混合星座,实现全球分米级高精度服务能力;要加强核心攻关,加快激光星间链路、数字化载荷、新型原子钟等对系统精度和安全性提升有关键影响的核心技术和产品研发;要创新运维模式,推动监测资源天基化、时空基准天基化、地面系统一体化、运维能力智能化发展;要强化特色功能,实现更大容量、更高速率、更低功耗的短报文通信能力和全球随遇接入能力,全面提升系统性能、拓展服务功能、强化安全可信。
构建综合时空体系,擘画未来发展新愿景
习近平总书记指出,北斗系统将面向“一带一路”国家和地区开通服务,2020年服务范围覆盖全球,2035年前还将建设完善更加泛在、更加融合、更加智能的综合时空体系。
当前,我国正在积极推动以北斗为核心构建国家综合定位导航授时(PNT)体系,满足万物感知、万物互联和万物智能时代的时空信息服务需求,支撑新一轮科技革命和产业变革。
融合多种手段满足泛在可信需求。人类获取时空信息的手段经历了自然地物导航、机械装置导航、无线电/惯性导航、卫星导航四个阶段。目前,卫星导航满足了全球地表及近地空间内用户普适的低成本PNT需求,但由于无线电信号具有信号易被遮挡和干扰等固有特性,卫星导航应用存在一定局限。例如,在复杂电磁环境下易受干扰和阻断,信号穿透障碍能力受限,在隧道、峡谷、密林、高楼、室内等区域,有时无法正常使用,而且难以抵达深海、深空。面对人类活动空间逐步扩展到陆海空天全域和更加泛在安全的应用需求,要综合发展卫星导航、惯性导航、室内导航、水下导航、深空导航等多种导航技术,融合5G、大数据、人工智能等新技术,形成陆海空天一体、室内室外无缝衔接的时空信息服务能力。
以北斗为核心构建综合时空体系。卫星导航虽然存在一定的使用局限,但在各种定位导航授时手段中,以其全球覆盖、全天候、全天时、高精度、便捷性、低成本等独特优势,既是目前人类社会使用最广泛的PNT手段,也是为其他各类PNT手段提供统一时空基准的重要基础。相比卫星导航,任何其他PNT手段都不能兼具上述优势,缺少卫星导航,将导致PNT体系碎片化发展。当前,我国正在推动以北斗系统为核心的国家综合PNT体系建设,2035年前,我国将建成基准统一、覆盖无缝、安全可信、高效便捷的国家综合时空体系,通过体系融合聚能、赋能、生能、强能,为未来智能化、无人化发展提供核心支撑。在不远的未来,从室内到室外,从深海到深空,用户均可享受全覆盖、高可靠的导航定位授时服务,北斗卫星导航系统将更好地服务全球、造福人类。
作者:杨长风 卢鋆(杨长风系中国工程院院士,北斗卫星导航系统工程总设计师;卢鋆系北斗地面试验验证系统副总设计师,北京跟踪与通信技术研究所高级工程师)
来源:《中国网信》2022年第5期
温暖心语,中国军人向您诉说****** 青春的礼物 一支签字笔,共同书写未来 春节前,陆军少尉孙顾峰接到母亲的视频电话:“年前大扫除,我特意把你最喜欢的这支笔也擦干净放好了。”镜头从母亲脸上一晃而过,最终定格在书桌一角。 画面中,一支黑色签字笔静静躺在桌角。它的笔夹已经遗失,透明的笔身布满岁月的痕迹。 这是一支常见的签字笔,也是孙顾峰最熟悉的一支签字笔。握着这支笔,孙顾峰曾经一笔一画写下入党申请书,也曾龙飞凤舞地在新教材上签下自己的名字。 打完电话,孙顾峰的思绪飞回到几年前的那个春节…… 深夜营院,灯光穿过窗棂,将“福”字的影子打在路旁积雪上。东部战区陆军某旅一个连队学习室里,趴在书桌上的孙顾峰裹紧军大衣,打了个寒战。学习室的空调不太给力,孙顾峰的手冻得有点僵硬,手中的笔出墨也断断续续。 春节的热闹,似乎与孙顾峰无关。眼看着军队院校招收士兵学员统一考试的日子越来越近,他将全部业余时间投入到复习中。 翻过一页卷子,孙顾峰突然感觉眼前的灯光暗了下来。他一抬头,见班长王鸿运站在他身边,仿佛已经站了许久。 “小孙,送你一支笔!这支笔是我的‘幸运笔’,每次考试我都用它。祝你顺利考上军校!”班长拉开大衣拉链,从迷彩服上衣兜里掏出一支黑色签字笔,笑呵呵地递给孙顾峰说,“写得顺畅,复习的心情也会好一些。” 攥住这支带着班长体温的签字笔,孙顾峰心里暖暖的。他小心翼翼地将笔放进笔袋最前面的夹层里。从此,无论是野外驻训还是参加演习,孙顾峰一直随身携带着这支笔。 带着班长的祝福,那年,孙顾峰成为连队近年来第一位考上军校的士兵。 军校的日子过得飞快。在这支签字笔的陪伴下,孙顾峰开启了新的军旅时光。 对孙顾峰来说,这份来自班长的礼物,不仅是一支“幸运笔”,还是一份最难忘却的温暖。 时间流逝,这支笔划痕越来越多,笔帽由于频繁开合也变得松弛。后来,孙顾峰把它带回家,珍藏起来。 军校毕业后,孙顾峰回到老连队任排长。那天傍晚,他突然看到一个熟悉的身影。“班长!”孙顾峰大喊一声。王鸿运闻声跑过来,一把抱住了他。 能回到老连队,与老班长再次相遇,孙顾峰喜出望外。不同的是,他从过去的“跟跑者”,变成了如今的“领跑者”。 连队春节联欢会上,王鸿运收到了一份特殊的礼物——孙顾峰送给他的一支笔。 王鸿运知道,孙顾峰是想对他说:未来的日子,我们共同书写。 陪伴的礼物 第8架航模,祝你高飞远航 夜晚,仰望天空,伴随着越来越大的轰鸣声,一个红色的亮点越来越近。空旷的跑道旁,整齐排列的跑道灯指向家的方向。 舱门打开,西部战区空军某雷达旅二级军士长胡勇华,随着归家的人流涌了出来。 鞭炮声中,胡勇华越走越快,身后拖着的行李简直要飞了起来。走到家门前,他停下脚步,捋了一把头发,然后才轻轻敲门。 “爸爸!”只听屋内传来亲切的喊声,儿子跑了过来打开门。 “爸爸!飞机!”儿子扑上来,伸出小手。胡勇华笑呵呵地一把将儿子抱起来问:“什么飞机呀?” “战斗机!”儿子兴奋地回答。胡勇华忙从背包里掏出一个航模盒子,递给儿子。 这是一架歼-20战机的精致模型,也是胡勇华送给儿子的新春礼物。 儿子对飞机的兴趣,始于两岁那年。 那次,胡勇华休假即将结束,带着妻儿一起乘车返回部队。半路上,一架飞机从他们头顶掠过。妻子告诉儿子,这就是飞机。 儿子把小脸贴在车窗玻璃上,眼睛一眨不眨紧盯着那架飞机,直到飞机消失在天际。 那时,胡勇华的单位驻扎在戈壁滩,周围人烟稀少,家属房里只住了他们一家人。因为没有玩伴,儿子每天的乐趣就是出门看飞机。 戈壁滩的天空,格外晴朗,每天都有飞机从头顶飞过。飞机长长的尾迹划过半个天空,吸引着孩子的目光。 看着儿子孤单的身影,胡勇华有些心酸。只要一有空,胡勇华都会抱着儿子坐在门前,给他讲飞机的故事。 后来,儿子跟着妻子回了老家。胡勇华只有休假时才能回去陪伴家人。妻子常常会抱着儿子迎接他归来。不知从什么时候起,在儿子心中,“父亲”与“飞机”紧密相连。 “爸爸是专门‘看’飞机的雷达兵。”胡勇华这样告诉儿子。上机值班时,他紧盯雷达显示屏,屏幕上的飞机航迹好似一个米粒状的绿色小线条。每天,都有许多小线条从屏幕的一边移动到另一边。偶尔,不同的小线条会短暂地交错,然后飞往各自的方向。 空军官兵对飞机总有一种莫名的情愫。儿子是在部队医院出生的“蓝天娃”。每当听到儿子说长大后要开飞机,胡勇华总是很欣慰。 这些年,胡勇华回家过年的次数并不多。每次回家探亲,他总会给儿子带回一架航模作礼物。这架歼-20航模,是他送给儿子的第8个航模。 看着儿子捧着歼-20航模爱不释手,胡勇华盼望,未来有一天,儿子能实现理想,驾驶最先进的战机高飞远航,和自己一起守护祖国的蓝天。 成长的礼物 三十八封信,祝福送给你 装好第38个信封时,已是凌晨。武警少尉李佳泽翻开笔记本,在最后一名新兵的名字后面做上标记。 今年春节,武警第二机动总队某支队排长李佳泽,要为自己带过的38名新战友每人写一封信,作为新春礼物。 去年秋天,李佳泽开始带新兵。他特地请教了一名经验丰富的老班长,该如何带好兵。老班长送给李佳泽两个字:用心。 几个月下来,李佳泽对“用心”二字有了深刻体会。“我发现,很多在我看起来毫不起眼的小事,对新兵们来说,却是天大的事。”他说。 一个周末,李佳泽发现有名新兵满脸焦躁。原来,这名新兵的迷彩服晾干后找不到了。李佳泽一边安慰他,一边帮他到处寻找。 晚上查铺查哨,李佳泽一个班一个班地询问这件作训服的下落。排里没找到,他又去别的排找。直到问遍了整栋楼的人,这件遗失的迷彩服才找到。看到这名新兵终于露出笑容,满头大汗的李佳泽觉得再累也值。 信任,便由这些小事一点点累积而来。后来,排里的新战友们渐渐对这名年轻的排长敞开了心扉。他们愿意对排长讲自己的故事,与排长分享自己的小秘密。“我和新兵们应该是双向奔赴的关系。我把他们放心上,他们才会信任我。”李佳泽说。 新兵大队组织第二次射击考核,新兵们成绩不理想,一个个垂头丧气。大队长发了火,还点名批评了李佳泽。总结射击体会时,不少新兵写道:就算是为了让排长不再被批评,我也要好好训练。 不久后,新兵大队组织第三次射击考核,李佳泽带领新兵们打出了优异的成绩,得到了大队长的表扬。当时,李佳泽觉得特别有成就感。 新训结束,李佳泽带的新兵们军政素质都有了显著提高。“或许,未来我还能带出更好的兵。不过,就像新老师带新学生,老师总会觉得自己带出的第一届学生最难忘。”李佳泽说。 “亲爱的邓瑞辉”“亲爱的侯静”“亲爱的翁泳淋”……提起笔,无数回忆从李佳泽的笔尖流淌而出。 “每个人都是一个独特的个体。许多看似平凡的人,其实内心蕴藏着强大的能量,只是暂时没有爆发出来而已。”这几个月,李佳泽和新兵们都收获了成长。 在一封封亲手写就的信里,李佳泽将最美好的祝福,送给这群最亲爱的人。 抽屉里,38个红色信封叠在一起。李佳泽期待着,战友们展开信纸那一刻绽放的笑容。 迟到的礼物 一块戍边石,祖国请放心 新春佳节,新疆军区梧桐沟边防连官兵围坐在一起,举杯同庆。节日聚餐的饭菜非常丰盛,可列兵王龙匆匆吃了几口,便回到宿舍。 王龙从抽屉里取出那张还未写完的信,提笔继续往下写。写着写着,一颗硕大的泪珠滚落下来,打湿了信纸。 “爸爸,我真的很想您。您离开我已经294天了。如果您能看到儿子穿上军装,一定会很开心吧……” 294天以前,王龙从未想过,有一天自己会穿上军装,站在祖国边防线上。 王龙的父亲,曾是一名边防军人。退役后,老兵时时梦回军营。老兵穿过的绿军装,至今仍整齐地挂在衣柜里;家中橱窗里,摆放着他从界碑前捡回的戍边石。老兵特别希望儿子继承他的志向,也穿上这身军装。 过多的期盼,反倒造成王龙的逆反心理。后来,王龙考上了大学。那年寒假,父亲又一次建议他入伍。王龙激动之下和父亲大吵一架,转身离去。 父子俩都没有想到,这竟成了他们最后一次争执。 一场突如其来的车祸,带走了父亲。那个会背着儿子看海、帮儿子收拾行李、一遍遍劝儿子从军的父亲,永远从王龙的生命中消失了。 那段时间,王龙甚至不敢回家,生怕一进门就看到橱窗里的戍边石和衣柜里的绿军装。 又一年征兵季。站在校园里贴出的征兵海报前,王龙与海报上的军人对视了许久。那名军人明亮而坚定的眼神,竟和记忆中父亲的眼神如此相像!再次与海报上那双眼睛对视,王龙觉得热血沸腾。参军离开家的前一天,王龙将大红花放在父亲的墓碑前,郑重地敬了一个军礼。 王龙入伍后,也来到边防。不久前,他完成了军旅生涯中第一次巡逻。 雪后的山风,透着刺骨的寒意。王龙跟在班长身后,爬雪山、过冰河,始终没有掉队。艰难跋涉几个小时后,他们终于站到了界碑前。 蔚蓝的天空下,界碑上“中国”二字红得那么耀眼。王龙和战友展开鲜艳的五星红旗,用尽全身力气喊出:“边防有我在,祖国请放心!” 那一刻,王龙敬礼的右手不自觉地颤抖。那一刻,他突然与父亲心意相通。返回连队前,他从界碑前捡起一块戍边石,放进背囊。 王龙准备等休假回家时,把这块石头放到父亲墓碑前。“这件礼物,父亲一定会喜欢。”他说。 (解放军报 记者 贺逸舒 采访得到王梦缘、于若恒、盛洋迪、李小龙大力支持,特此致谢) (文图:赵筱尘 巫邓炎) [责编:天天中] 阅读剩余全文() |