今年年底北斗三號基本系統(tǒng)將建成,，為一帶一路建設(shè)參與國提供服務(wù)

自主創(chuàng)新確保北斗系統(tǒng)穩(wěn)定運行(關(guān)注)

“天上建好,，地上用好?！弊鳛閲抑卮罂臻g信息基礎(chǔ)設(shè)施,，我國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)2012年底正式提供服務(wù)以來,，連續(xù)穩(wěn)定運行，北斗系統(tǒng)已進入全球組網(wǎng)新階段,，應(yīng)用產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展,，成為一張國家名片。

按規(guī)劃,，預(yù)計2018年底將建成北斗三號基本系統(tǒng),，為“一帶一路”建設(shè)參與國提供服務(wù)；到2020年將建成世界一流的北斗三號系統(tǒng),，提供全球服務(wù),。目前，北斗三號系統(tǒng)已成功發(fā)射8顆全球組網(wǎng)衛(wèi)星,，建成最簡系統(tǒng),。它繼承了北斗特色，對標(biāo)世界一流,，增加了星間鏈路,、全球搜索救援等新功能，播發(fā)性能更優(yōu)的導(dǎo)航信號,。

日前,，記者走進多個北斗研制一線團隊，近距離感受中國北斗的亮點與魅力,。

自主創(chuàng)新讓北斗表現(xiàn)優(yōu)異

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是我國自主發(fā)展,、獨立運行的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，目標(biāo)是為全球用戶提供定位,、導(dǎo)航,、授時服務(wù)。

輪船航行在茫茫大海中,，需要航標(biāo)燈的指引,。衛(wèi)星在太空飛行，太陽與地球就是它的航標(biāo)燈：衛(wèi)星飛行姿態(tài)的建立依賴于對太陽、地球的觀測,，測量精度越高,，衛(wèi)星飛行姿態(tài)就越穩(wěn)定，提供的導(dǎo)航精度也越高,。中國科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所研制的“三只眼”,，就是通過觀測太陽、地球為導(dǎo)航衛(wèi)星提供導(dǎo)航,。

專家介紹說,，“三只眼”就是兩個“太陽眼”——模擬太陽敏感器、數(shù)字太陽敏感器,，一個“地球眼”——紅外地球敏感器,。“太陽眼”負(fù)責(zé)測量太陽的位置,，“地球眼”測量地球的位置,。

安裝了“三只眼”的北斗衛(wèi)星的優(yōu)異表現(xiàn)與“視力”密切相關(guān)。衛(wèi)星入軌初期用模擬太陽敏感器捕獲太陽,，再用數(shù)字太陽敏感器和紅外地球敏感器共同作用,，更加精確地確定衛(wèi)星的三軸姿態(tài)。

科研人員對北斗衛(wèi)星數(shù)字太陽敏感器和紅外地球敏感器進行了關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān),。數(shù)字太陽敏感器的關(guān)鍵技術(shù)突破,，實現(xiàn)關(guān)鍵元件自主可控；紅外地球敏感器的關(guān)鍵技術(shù)突破后,，具有高測量精度,、高可靠性、長壽命,、不易受太陽等天體對姿態(tài)測量的干擾等優(yōu)點,。

衛(wèi)星與衛(wèi)星之間的通信——星間鏈路，是北斗導(dǎo)航系統(tǒng)由區(qū)域向全球過渡的關(guān)鍵技術(shù),，是提升系統(tǒng)全球服務(wù)能力的核心技術(shù)手段,，也是北斗全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)的重要標(biāo)識和技術(shù)制高點。

中國電科29所科研人員提出了自己的北斗全球組網(wǎng)星間鏈路解決方案,，率先采用毫米波技術(shù)體制和生產(chǎn)工藝,，研制出具有國際領(lǐng)先水平的星間鏈路產(chǎn)品，對于北斗導(dǎo)航衛(wèi)星實現(xiàn)全球組網(wǎng)起到了關(guān)鍵作用,，促進了北斗全球系統(tǒng)的跨域發(fā)展,。

衛(wèi)星電源分系統(tǒng)也是衛(wèi)星的關(guān)鍵分系統(tǒng)之一，被譽為衛(wèi)星的“生命線”,。在北斗三號組網(wǎng)衛(wèi)星研制過程中,，中國電科18所承擔(dān)了電源分系統(tǒng)的研制任務(wù),。該所專家介紹說，以中軌道衛(wèi)星為例,，配置了雙太陽電池翼,、雙蓄電池組、均衡器和電源控制器,。其中太陽電池陣是衛(wèi)星的唯一供電能源,，蓄電池組是衛(wèi)星儲能裝置。在北斗三號中,，首次批量采用了轉(zhuǎn)換效率達到世界先進水平的三結(jié)砷化鎵太陽能電池,，能和太陽能帆板的尺寸充分匹配，極大提高了衛(wèi)星“吸收”太陽能的效率,。

在儲能方面,，北斗三號衛(wèi)星鋰離子蓄電池組的成功應(yīng)用，也開啟了鋰離子蓄電池組中高軌道應(yīng)用的新局面,，滿足了北斗衛(wèi)星儲能電源能量密度高的需求，讓衛(wèi)星上的各種儀器設(shè)備等有效載荷更有“活力”,。北斗衛(wèi)星采用的鋰離子蓄電池組已達到國際先進水平,。

北斗高精度應(yīng)用將像水、電,、氣一樣觸手可及,、隨需而用

500萬輛營運車輛上線，建成全球最大的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)車聯(lián)網(wǎng)平臺,；全國4萬余艘漁船安裝北斗,，累計救助漁民超過1萬人……基于高精度服務(wù)，北斗已用于精細(xì)農(nóng)業(yè),、危房監(jiān)測,、無人駕駛等領(lǐng)域。目前,，北斗已在公安,、交通、漁業(yè),、電力,、林業(yè)、減災(zāi)等行業(yè)得到廣泛使用,。據(jù)統(tǒng)計,，中國航天科工三院航天科技股份有限公司開發(fā)的各類北斗終端及運營平臺，已經(jīng)為全國22個省市,、超過35萬輛客貨運車,、遠(yuǎn)洋漁船等提供服務(wù)。

通過采用北斗定位導(dǎo)航、傳感,、網(wǎng)絡(luò),、計算、控制,、智能等先進技術(shù),，對道路和基礎(chǔ)設(shè)施進行全面感知，從而構(gòu)建起以車輛為節(jié)點,，以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng),。它可以實時監(jiān)控和存儲車輛的行駛軌跡、速度,、時間,、里程等狀態(tài)信息，可以對車輛行駛油耗,、氣耗數(shù)據(jù),、駕駛員行為數(shù)據(jù)、輪胎情況等進行采集,、統(tǒng)計,、分析，改變駕駛員的不良駕駛習(xí)慣,，優(yōu)化管理運輸過程,。

特別值得一提的是，利用北斗系統(tǒng)在全球四大衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中獨有的短報文功能,，北斗車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)還能為車輛提供北斗短報文通信服務(wù),。在沒有公共通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋的情況下，北斗車聯(lián)網(wǎng)的基本定位,、數(shù)據(jù)采集,、數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ芸梢苑€(wěn)定運行，可以為使用者提供遠(yuǎn)程調(diào)度指揮功能及北斗緊急通信鏈路,。特別是在災(zāi)區(qū)移動通信中斷,、電力中斷或移動通信無法覆蓋北斗終端的情況下，就可使用短報文進行通信,。

天上數(shù)顆北斗星,，地上一張地基網(wǎng)。中國兵器工業(yè)集團通過抓總建設(shè)北斗地基增強系統(tǒng),，構(gòu)建面向大眾與行業(yè)用戶的高精度位置運營服務(wù)平臺,，打造自主可控的北斗地基增強“全國一張網(wǎng)”，可以實現(xiàn)比標(biāo)準(zhǔn)精度更好的北斗高精度應(yīng)用服務(wù),。

據(jù)專家介紹,，國家北斗地基增強系統(tǒng)的北斗基準(zhǔn)站接收北斗導(dǎo)航衛(wèi)星信號后,，經(jīng)傳輸、處理,、修正,，針對用戶不同層次的需求，通過衛(wèi)星,、數(shù)字廣播,、移動通信方式等實時播發(fā)，實現(xiàn)實時米級,、分米級,、厘米級和后處理毫米級高精度定位服務(wù)。比如,，智能手機中的北斗高精度,，可用于汽車的駕駛定位導(dǎo)航；車道級導(dǎo)航可用于大貨車管理,、約車,；更高精度毫米級的應(yīng)用，可以用做建筑變形監(jiān)測,、地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測,，包括泥石流滑坡等。

未來,，北斗高精度應(yīng)用將成為像水、電,、氣一樣觸手可及,、隨需而用的公共服務(wù)產(chǎn)品。

看見“祖國,，這里有我”時,，感覺一切都格外有意義

每次傳來北斗任務(wù)圓滿成功的消息時，中國航天科工集團三院304所的北斗任務(wù)軟件評測團隊總是無比激動,。這支平均年齡28歲的團隊,，是北斗系統(tǒng)的軟件“體檢師”，一直以“啄木鳥”的勁頭把好軟件質(zhì)量關(guān),。

面對北斗衛(wèi)星研制,、發(fā)射周期緊、技術(shù)新,、算法復(fù)雜等困難,，項目團隊經(jīng)常封閉測試、集中加班,，先后發(fā)現(xiàn)了300余處問題和隱患,，包括影響導(dǎo)航任務(wù)通信,、數(shù)據(jù)采集、姿態(tài)計算等方面的問題50多個,。

“參與任務(wù)以來,，每天都開啟頭腦風(fēng)暴，將軟件的每個功能和性能印刻在腦海中,，秉承‘不輕視一處疑問,、不放過一個問題’的原則，逐行排查代碼可能存在的漏洞,。同時,，也親身感受到了軟件測試的價值和樂趣?！倍啻螏ьI(lǐng)團隊承擔(dān)北斗導(dǎo)航,、量子衛(wèi)星、暗物質(zhì)衛(wèi)星等軟件評測的李麗華說,。

參與北斗地面系統(tǒng)研制的中國電科20所團隊,，平均年齡不到35歲。無論是在試驗室,、機房,，還是在野外，從漫天黃沙的西北到風(fēng)光旖旎的東南沿海,，總有團隊成員的身影,。團隊在高原建站時，海拔超過4500米,，氧氣含量嚴(yán)重不足,，凜冽的寒風(fēng)像刀子一樣，很多人出現(xiàn)劇烈頭痛,、惡心嘔吐等情況,。但是，每當(dāng)他們路過高原監(jiān)測站,，看見石碑上寫著的“祖國,，這里有我”時，感覺所做的一切都格外有意義,。