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      经济日报:中国北斗联天下

      沙场,三军列阵。刚下演兵场的战旗、战士、战鹰、战车,接受最高统帅检阅,米秒不差。

      南海 ,惊涛骇浪。世代漂泊在这里求妈祖 、讨生活的渔民,如今无论到哪块海域、哪个岛礁 ,都在祖国俯瞰之中。

      汶川,山崩地裂 。震中映秀20多小时音讯全无 ,突破死亡线赶到的部队 ,第一时间发出100余字短报文,字字千金。

      街头,车水马龙 。行色匆匆的人们 ,随时能精准找到最近位置的旅馆 、小吃店、共享单车,“出门一时难”成为过去 。

      这些 ,都因缘翱翔星空的中国北斗。

      2014年,在中阿合作论坛第六届部长级会议上,提出北斗系统落地阿拉伯项目的倡议 。

      2015年 ,我国与俄罗斯签署北斗和格洛纳斯卫星导航系统共用兼容性声明。

      2016年,我国与阿盟国家举办第一届北斗合作论坛。

      2017年 ,党的十九大胜利闭幕后,北斗三号全球导航系统组网发射又点火启动 。

      北斗,已成为当代中国展向世界的一张亮丽“名片” 。

      中国选择 :

      大国重器 ,惟有自力更生

      “复移小凳扶窗立,教识中天北斗星 。”自古以来,北斗就是中华民族的指路明灯。

      将我国自主建造的卫星导航系统命名为“北斗”,饱含着近代以来中国历经劫难的清醒 、走向复兴的企盼 :中国命运必须自己掌控,中国重器必须自己打造,中国建设必须自力更生 、艰苦创业!

      1990年海湾战争中,装载GPS的精确打击武器首次大规模使用 ,作战效能令全球震惊。战火尚未远去 ,思想烽火已燃。卫星导航系统之于一个国家,究竟意味着什么?

      如果说导弹是枪,原子弹是子弹 ,那卫星导航就是精确瞄准具。早在上世纪70年代 ,从事“两弹一星”的先驱们,就启动过“灯塔一号”工程进行探索。终因经济和技术方面难以支撑,被迫下马。

      1994年,在国家经济实力 、技术基础仍然非常薄弱的情况下 ,党中央、国务院和中央军委毅然决策启动北斗一号工程 ,进行试验探索。

      彼时 ,美国GPS、俄罗斯格洛纳斯各发射了20多颗卫星 ,已完成了全球组网 。而我国正面对1989年以来西方国家对我实施的最严密技术封锁 。

      彼时,最适合卫星导航的黄金频段美俄已全部占用。我国与同时希望建设卫星导航系统的欧盟,推动国际电联从航空导航频段中 ,最大限度地挤出一小段频率,提供卫星导航共同使用 。

      这一小段频率 ,只有黄金频段的四分之一 ,却是建设一个全球导航系统最基本的频率需求 ,且各国均可平等申请。2000年4月17日,北斗和伽利略系统同时成功申报。按照国际电联规则,必须在7年有效期内成功发射导航卫星。

      摆在我们面前的只有两条路 ,一是寻求合作 ,共用资源 ;二是独立发展 ,抢占主动。

      北斗人一方面立足独立自主建设,另一方面积极寻求国际合作。但对中国这样的大国,在关系国家重大竞争力的合作中 ,自身没有过硬实力和核心技术,往往难有对等交流,处处面临不平等壁垒 。我们与欧盟的多轮频谱合作谈判,进展缓慢 。

      2005年 ,欧盟发射了首颗伽利略导航卫星 。此时,距离我们申请使用的频段有效期只剩不到3年时间,而我们的首颗北斗导航卫星还在研制之中。

      社会主义道路集中力量办大事的制度优势再次凸显!在全社会相关行业、领域、单位  、人员的通力协作下 ,北斗人背水一战,倒排工期 ,一周“5+2” 、每天“白+黑”,硬是将原定2007年底发射的首颗卫星 ,调整到2007年2月底,提前完成全部研制工作。

      2007年4月初,首颗北斗导航卫星终于如期立在发射塔架上。

      各项测试进展非常顺利,但在发射前的最后检测中,卫星上应答机却出现了小异常。尽管这不是个大问题 ,发生故障的概率也不高,却有可能影响信号的正常传回。

      这是绝不能允许的!即便只有万分之一的故障,也必须彻底归零。

      北斗人重新打开已矗立在塔架上的星箭组合体 ,拆出应答机。3天72小时的不眠不休 ,应答机隐患成功排除 。

      2007年4月14日4时11分,这颗肩负着重要使命的卫星 ,从西昌卫星发射中心发射升空,成功进入预定轨道;2天后的16日20时许 ,北京终于清晰接收到来自这颗卫星的信号。

      这一刻 ,距离国际电联规定的频率申请失效最后期限不到4个小时 。

      中国北斗一飞冲天、成功“分娩”,赶上了建设全球卫星导航系统的最后一班车!

      中国路径:

      后发赶超,道路别具特色

      杀出一条血路 ,是中国人的血性 ;闯出一条新路,是中国人的自信 。这既是中华民族始终屹立于世界民族之林的精神密码,也是我们党领导中国革命、改革开放和伟大复兴取得巨大成就的制胜法宝 。

      建设中国北斗,在我们这个发展中国家,且受到技术严密封锁情况下 ,不可能循着别人的路走 ,必须砥砺前行、换道超车。

      探路!眼前无路,但绝不停步 。北斗人像当年的革命战士,不相信有完不成的任务,不相信有克服不了的困难 ,不相信有战胜不了的敌人,他们迎着困难上,“摸着石头过河”……

      按照空间定位原理,对地球上一个目标点进行定位,至少需要3颗卫星;考虑到时间误差 ,精确定位至少需要4颗卫星 。这就是GPS和格洛纳斯的工作原理和全球组网方案。

      如果按这条路径探索试验 ,既缺技术储备  ,又缺工程经验,更缺经费支撑 ,以当时的综合国力 ,可望而不可及。

      陈芳允院士,“两弹元勋”、“863计划”倡导者之一,创造性提出了“双星定位”建设方案,即:把地心视为一颗虚拟卫星、再发射两颗地球同步卫星构成星座,经地面控制中心计算处理 ,实现对区域内地面目标的快速定位。这一方案用当时中国最成熟的航天技术,以最小的星座、最少的投入、最短的周期,实现了卫星导航系统建设的自主可控 ,为后续发展坚定了必胜信心,奠定了坚实技术基础 ,积累了丰富工程经验。

      绘路!按照别人的图纸搞建设 ,无异于削足适履。中国北斗,需求牵引 、创新驱动 ,哪里急需 、哪里先建,边建边用、逐步延伸……

      建成覆盖全球的导航定位系统,至少需要24颗卫星,美俄用了20多年时间。但维护我国国家主权 、安全、发展利益刻不容缓,经济社会发展现实迫切,我们拖不起、等不得,必须在最短时间内让北斗发挥出最大的效益。

      孙家栋院士,“两弹元勋” 、东方红一号卫星的总设计师、北斗工程首任总设计师,带领北斗人创造性提出了“分步走”战略 ,先试验后建设,先国内后周边,先区域后全球。

      地球自转“日行八万里”,导航卫星绕飞不间断,要为地面一个特定区域提供连续稳定的导航服务,按照GPS和格洛纳斯采取的单一轨道星座构型,在全球组网完成之前无法实现。要让不可能成为可能,必须构建一个全新的星座结构 。

      北斗人再次脑洞大开 ,开创性地设计了混合星座构型 。2012年底,建成了由地球同步轨道卫星、倾斜同步轨道卫星和中圆轨道卫星共14颗星构成的北斗二号卫星导航系统,实现了全天时全天候为亚太大部分地区提供定位导航授时服务,为有效应对我国周边安全威胁和维护国家核心利益,及时增加了厚重砝码。

      在前期发射5颗试验卫星在轨成功验证全球系统建设核心技术基础上 ,2017年11月5日,北斗三号全球组网双星首次发射 ,顺利升空。根据计划,到2020年左右 ,我国全面建成小康社会、实现第一个百年奋斗目标之际,30多颗北斗三号卫星将星耀全球。

      筑路!恒心搭起通天桥,勇气吹开智慧门。人类对时空的精准需求永无止息 ,建设满足国家和人民需求的导航系统,标准高、难题多、基础弱,遍地荆棘中北斗人勇攀巅峰……

      时间精度是卫星导航的命门,天地间时间越同步、误差越小,定位精度越高 。导航系统普遍运用原子钟维持时间精度。过去,只有少数国家能够制造卫星导航系统使用的高精度原子钟 ,但对我实行严格限制 。在北斗二号建设时,星载高精度原子钟成为绕不开的“拦路虎” 。

      核心技术终究得靠自己 ,北斗人再次用行动宣示,外部封锁越严 ,自我创新越快。不到两年时间,就自主开发研制出天稳定度达到10-14量级的原子钟,授时精度50纳秒 ,300万年只有1秒误差 ,彻底打破了他国垄断。

      定位精度是导航系统的生命 。依靠卫星,目前定位精度大多在10米量级。要进一步提高精度,单纯在天上下功夫,短期内难有大的突破 。

      北斗人收回仰望星空的慧眼,回望脚下,却发现地上大有可为。环顾辽阔大地 ,国家的气象 、交通、地震、国土资源等行业已建有大量GPS基准站,通过技术升级改造,即可摇身变为北斗基站;在此基础上 ,再新建和调整优化布局,即可建成国土范围内无缝隙覆盖的北斗地基增强网。2017年,1400多个北斗基站遍布全国,上万台套设备组成星地“一张网”,国内定位精度全部达到亚米级,部分地区达到分米级 ,最高精度甚至可以到厘米或毫米级 。这种全国“一张网”模式,让中国精度走到了世界前列。

      北斗人还创造了自己的“独门绝技”,让北斗“客串”通信卫星,通过位置报告和短报文,具备告知别人我“在哪儿”“干什么”的独特功能。可别小瞧这个本事,汶川地震救援表明,在地面通信信号盲区或其他通信手段失效后,它就成了紧急时刻拯救生命的最后“保险索” 。

      2016年 ,北斗二号卫星工程以4个国际首创、10大技术创新 、128项发明专利和其他72项知识产权 ,获得国家科技进步特等奖。大器晚成的中国北斗,成功登上了我国科技重大工程的创新巅峰 。

      拓路!道路承载着发展,道路连接着友谊 。中国北斗秉持和践行“世界北斗”的发展理念,努力建成服务全球、造福人类的“顺风车”“高速路”……

      服务全球,必须覆盖全球。

      按照传统卫星管理手段,控制使用好绕飞地球的卫星,需要有遍布全球的地面站。在难以全球布站的情况下,必须建立卫星之间的星间链路 ,实现卫星管卫星,这是世界导航领域的前沿技术,也是北斗三号工程建设必须解决的难题。

      2015年8月,两颗全球系统试验卫星首次建立起星间链路 ,标志着我国掌握了这一国际领先的核心技术 ;经过持续实践优化 ,已具备全面建设推广的能力。

      服务全球,必须融入全球。

      三年前,北斗与GPS在达成频率兼容共识基础上,正式建立合作机制,共同推动民用卫星导航技术发展。

      两年前 ,北斗与伽利略完成卫星导航频率协调工作。

      近日 ,北斗与格洛纳斯成功进行两大系统的兼容试验,联手打造兼容使用 、精度更高卫星集群的前景可期。

      日臻完善的中国北斗 ,蜕变成为世界北斗的道路越走越宽!

      服务全球 ,必须赢得全球 。

      北斗二号建成后,在向国内提供系统服务的同时,即公开向北纬55度到南纬55度 、东经55度到180度的亚太地区提供定位精度优于10米、测速精度优于0.2米/秒、授时精度优于50纳秒的免费服务。

      在我国周边和“一带一路”沿线,巴基斯坦的交通运输、港口管理,缅甸的土地规划、河运监管,老挝的精细农业、病虫灾害监管,文莱的都市现代化建设、智慧旅游 ,印尼的海上集成应用 ,北斗正提供心贴心定制服务 ;分别与马来西亚、新加坡  、柬埔寨等开展交流合作 ,与沙特、阿联酋、埃及 、摩洛哥、突尼斯、阿尔及利亚等国家制定推进措施,在泰国建成了小型北斗地基增强系统示范网等。中国胸怀和中国贡献伴随“太空丝路”不断延展。

      中国思维 :

      利国惠民,发展永无止境

      为了人民、依靠人民,以人民为中心,是我们党战胜敌人 、执政兴国的传家之宝;大众创业、万众创新,把创新作为引领发展的第一动力,是我们发展经济、强国富民的力量之源 。

      北斗的建成,举全国之力;北斗的发展,集民众之智;北斗的应用 ,惠民生所需。

      国之重器 ,其利于国 。

      导弹呼啸 、战机轰鸣、军舰破浪、将士列阵,北斗如影随形,战场的主动权 、战斗力的增长极牢牢掌控在自己手中 。

      5万余艘渔船、400多万辆营运车辆安装了北斗终端,民航也将依托北斗建设航空器全球追踪系统,交通更加可控安全。

      地质灾害多发的云贵川陕等地 ,大桥、隧道 、边坡以及城市的灯塔、高楼 、老旧房屋,北斗能够实时监测 、预判危险 、及时报警 ,人民生命财产安全更有保障 。

      耕地辽阔的新疆 、黑龙江等地,农业机械安装北斗终端  ,拖拉机自动沿线耕作 ,无人机自动定量喷洒农药,土地使用率提高5%,复播准确率提高到100%,农药节省40% ,劳动生产效益大幅提升 。

      2015年“4·25”尼泊尔地震,北斗穿越可可西里、翻越唐古拉山,指引救援队伍千里驰援 。今年8月8日四川九寨沟地震,北斗短报文第一时间将灾区情况送达应急指挥中心 ,北斗无人机第一时间传回灾区现场航拍画面、实施消毒防疫,北斗智慧景区平台第一时间帮助指挥中心调度管理搜救小队 、搜救车辆。8月下旬,超级台风“天鸽”突袭广东,347艘渔船在北斗引导下安全回港……“北斗呼叫,天降神兵  !”面对一起起突发重大灾害,北斗开启一扇扇“生命之门” 。

      利民之事,丝发必兴。

      民以食为天,百姓餐桌安全第一。利用北斗定位和网络技术,市场上销售的“北斗菜”,扫一扫二维码,都能追踪它长在谁家地 、用的谁家种  、施过什么肥 。如今,越来越多的菜农加入“北斗菜”网络平台,为自己的绿色蔬菜“正名” 。一些地方的水果种植 、畜牧养殖,以至中药生产,都开始利用北斗终端进行溯源管理、全过程监控,百姓关注的食品药品安全问题有望从技术上得以解决。

      居易行难,过去人在旅途 ,常常身在囧途。如今 ,加入或使用了北斗的电子地图、约车软件,共享单车、位置分享 ,你能更任性地说走就走 、想到能到 、相聚不难。便利带来的烦恼 ,如共享单车乱停乱放、蓄意破坏,汽车驾驶横冲直撞 、“路怒”斗气,长途运营疲劳驾驶、超速越线违章行车,运用北斗 ,都将可识别、可定位、可监管、可处罚。大型客车、学生校车、危险品运输车等强制安装北斗终端 ,超时超速和不按规定路线行驶得到及时警示提醒,交通违章率和事故伤亡率各下降50%;设置北斗电子围栏,共享单车的无序停放有望得到有效治理 。

      老人和孩子的安全与健康,维系着亿万家庭的幸福。北斗拐杖 ,在老人意外摔倒等危险发生时,能第一时间发出报警信号,通知家属和医院及时救护;北斗手机,遇到紧急情况只需按下求救按钮 ,就会立刻向相关人员、机构发送精准信息;戴着北斗手表的儿童,一旦离开安全区域,父母就会收到报警信号。随着北斗技术应用的日臻完善,“老吾老以及人之老、幼吾幼以及人之幼”的理想社会,将生动展现在人们面前 。

      天上翱翔“北斗”星,飞入寻常百姓家。打破垄断、更接地气的中国北斗,将很快成为人们更贴心更便利更可靠的忠实伴侣和“守护神” 。

      创新引擎 ,潜能无限 。

      先进技术一旦被民众了解掌握 ,就会迸发出无穷力量 。在国家创新驱动战略的引领下 ,北斗系统作为一项国家高科技工程,一个开放型创新平台,日益激发出全民创业创新的巨大激情和无限潜能,特别是人们将北斗的高精度定位、高精度授时 、短报文发送功能 ,与正在普及运用的互联网 、大数据、云计算 、人工智能、先进智造等前沿科技碰撞融合 ,不断地“裂变”“聚变”,产生巨大的科技发展和经济社会效益 。

      有识之士和有慧眼的商家 ,纷纷投身北斗产业,加入北斗“朋友圈” ,一条完整的产业链初具规模 。在上游,自主研发的芯片、板卡、天线等核心产品配套齐全、达到世界先进水平,高精度板卡和天线销量分别占国内市场份额30%和90%。在中游 ,手持、车载、船载、机载、可穿戴等各型北斗终端、北斗产品层出不穷 、琳琅满目 。在下游,基于北斗的数据采集分析、监测监控、指挥调度等运营服务业迅速兴起,在国土测绘、海洋应用 、气象水文、森林防火和智慧城市、驾培驾考、文物防护、动物保护等行业异军突起。短短几年,全国从事北斗开发应用的企业已达1.4万家 ,从业人员近45万 ,总体产值2118亿元;在70多个国家和地区,吸引了大量忠实的“北斗粉”。

      北斗系统的全域覆盖 、全时联通,将推动万物互联时代的加速到来,一种全新的“北斗+”生产生活方式已初见端倪。“北斗+物流”,包装可以根据商品体积重量自动选择包装箱 ,发货可以根据地址自动分拣配送 ,买家可以随时知道所购物品的行踪轨迹 。“北斗+支付”,能够对1秒钟内成百上千的股票、车票购买申请进行精确排队,按序办理;通过精确掌握车辆位置变化和时间长短,从云端快速准确完成高速公路行驶缴费、公共场所停车收费、车辆自动充电计价等。“北斗+工作” ,警察坐在指挥中心 ,就能通过北斗移动警务系统实现对巡逻警车和警力的精准调度 ,做到快速出警 、就近派警;农民在家里干着家务逗着娃 ,就能通过北斗无人机在田里播着种洒着药;牧民坐在家中喝着奶茶聊着天,就能通过北斗项圈放牧几公里外的羊群牛群……

      “自主创新、团结协作、攻坚克难、追求卓越”——“北斗精神”厚积薄发。

      今日的“北斗”,远远超越当年的设计。

      明日的“北斗”,或许只受想象力限制。

      在很快就将到来的美好日子,让我们互致问候 :今天,你“北斗”了吗……

      (新华社记者 李国利 杨 欣 王新国)sunry@fjsjdl.com

      中国 河南省郑州市高新区化工路172号(产业园区)

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