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
共同家园,中国军人为您守望****** 本报记者 康子湛 朱柏妍 通讯员 梅志峰 找到白杨,就找到了回家的方向 “班长,还有多远?” “快了,看见小白杨就快到家了!” 腊月三十,塔斯提风雪扑面。 巡逻路上,新疆军区某边防连新兵陈烨努力提高音量,顶着大风向班长杨柯熙问路。杨柯熙费力地指了指前方——风雪中,一棵白杨树矗立着。 塔斯提的冬天,可怕的不是大雪,而是伴随大雪的风。突然刮起的大风,会让大雪覆盖唯一的路。四周没有任何参照物,没人知道大雪覆盖之下隐藏着什么危险。 风雪中,杨柯熙第一反应就是找白杨树。他知道,那是他们回家的方向。 18岁那年,杨柯熙第一次跟着班长巡逻,返回的路上遇到大风,四周尽是白茫茫一片,老班长指挥大家寻找远方的白杨树,告诉他们:找到白杨就能找到方向。 戍守边防10年,小白杨已经成为杨柯熙标定“家”所在位置的重要坐标。 杨柯熙说,在小白杨哨所,战士们都把营门口的白杨当作自己的战友和寄托。 有人迷茫时,老班长会把他叫到白杨树下谈心;有人受挫时,会偷偷跑到白杨树下宣泄情绪;逢年过节,给家人打电话,官兵也总是给父母妻儿热情介绍他们的小白杨。 在小白杨哨所,官兵们夏天在它如盖的树荫下乘凉,冬天靠着它粗壮的树干躲避风雪。每年退伍季,有太多的老兵和战友拥抱道别时强忍泪水,转过身却抱着白杨树泣不成声。哨所前的白杨树下,早已成为他们的另一个家。 “塔斯提缺水,白杨树想活下来就要把根扎深。”杨柯熙一直记得,刚来连队时,指导员对他们说的话。10年过去,杨柯熙的皮肤早已被边疆的风吹得粗糙发黑,双手布满茧子和裂口,仿佛小白杨的树皮。杨柯熙和战友们也深深地扎根在这里,度过了一个又一个春夏秋冬。 塔斯提的冬天很漫长,但再漫长的寒冬也会过去。如今的杨柯熙经常带着新兵巡逻,每次路过当年迷路的地方,他都会拿望远镜看向远处的小白杨,告诉身边的新兵:那是回家的方向…… 去年,面对去与留,杨柯熙再一次选择了留下。他说,自己的根已经扎得太深,他舍不下这个家,舍不下他的小白杨。 那座铁塔下,有她的爱人她的家 朱日和草原上,一辆接送来营探亲家属的车,正小心地行驶在覆着冰雪的路上。 军嫂乔少娟看着一片荒芜的窗外,默默在心里算了下:从老家出发到现在已经坐了45个小时的车,自己已经有127天没有面对面地见到自己的爱人。 这些数字,代表着一个军嫂和丈夫的距离。这是老家和驻地的距离,也是分散和团圆的距离。 远远地,一座铁塔渐渐显出轮廓,乔少娟知道,快到家了。那座铁塔下,有她的爱人她的家。 刚结婚那几年,乔少娟多次提出想到丈夫的驻地探亲,都被丈夫劝阻。直到他们结婚的第8年,女儿出生后,乔少娟才第一次踏上这片土地。 第一次看到营门时的情景,乔少娟终生难忘。那天,她流了很多眼泪,这里远比丈夫电话里讲述的还要荒凉、比她想象的还要偏远。 如今,乔少娟带着一双儿女千里迢迢地赶来和爱人团聚,再见到记忆中的场景,却只觉得亲切和激动。这条路、这扇门,她后来走过很多次,陌生的探亲路早已被她走成了熟悉的回家路。 女儿扒着车窗,开心地和站岗的解放军叔叔挥了挥手。年仅2岁的儿子仿佛也知道就快要见到爸爸了,在怀里睁大了眼睛。铁塔逐渐清晰,上面七个气势昂扬的大字映入眼帘:从这里走向战场。 女儿懵懂地指了指铁塔,问妈妈那是什么。乔少娟摸了摸她的头说:“看见这个,再过10分钟就可以见到爸爸了。” 多年的沙场演兵,让朱日和名声大震。可在乔少娟的心里,朱日和,是有丈夫在的地方。 每逢佳节,都有无数的军嫂走在路上。从第一次走到轻车熟路,从好奇地四处张望到知道前方会有哪个标志性建筑。 西北高原,军嫂李红正坐在行驶的汽车里,一边吸着氧一边看向窗外。这是她第一次上高原,她把丈夫营区旁的一座大山牢牢记在了心上。 南国海疆,军嫂郭盈正坐着小船奔向丈夫驻守的海岛,生长在内陆的她,如今早已和那些伴飞的海鸥“相熟”。 白山黑水,军嫂霍会娟从书架上拿出一本厚厚的集邮册,里面贴满了车票和机票。从恋爱到结婚十几年,她和丈夫“互相奔赴”的过往历历在目,如今他们已经在这座城市有了自己的家。 一年又一年,军嫂们奔向自己的爱人,也奔向自己的另一个家乡。 任务归来,他们把竹林带回了营区 除夕夜,参加完营里的联欢会,第83集团军某旅勤务保障营营长张军伟,接到了一通微信视频邀请。 “张叔叔,过年好!”亲切的四川口音从手机里传出,瞬间把张军伟带回了10多年前。那年,任指导员不到一年的张军伟,带领连队前往四川抗震救灾。 “小黄的家就在我们帮助重建那个村的村口,每次进出都会路过,时间久了就熟了。”电话那头的四川青年就是张军伟口中的小黄,全名黄寅杰,地震那年才6岁。 看着前来救援和帮助重建的解放军叔叔们每天辛苦忙碌,当时才6岁的黄寅杰总是会跑过去帮忙。好几次,他拿着每天派发的水和食物,送给路过的解放军叔叔,被拒绝了也不走,非要亲眼看着叔叔们吃了才肯离开。 “他家门口有泉水,是少有的没有被污染的水源,所以我们每天中午都去他家附近起锅做饭。”回想起往事,张军伟的眼里满是暖意,“黄妈妈总来帮我们,有些四川特色的家常菜,我到现在还印象深刻。” 在张军伟的记忆里,四川老乡个个开朗热情,即使刚刚经历那样大的灾难,依旧乐观坚强,处处流露着过好未来生活的勇气和希望。 离开四川前,张军伟和黄寅杰的家人互相留下了联系方式,并一直保持联络。最近几年,黄寅杰家开起了农家乐,日子越过越好。张军伟说,每次他们家有什么好事大事,都会和自己分享。年前,黄爸爸还邀请他们全家去四川过年。 那年在四川执行任务只有短短的70天,但张军伟说,离开四川那天,几乎每一名参与过任务的官兵都多了一个或几个四川籍的“亲人”。大家在四川留下了自己的牵挂,十几年过去,依旧会称那一片土地为“家乡”。 窗外,一朵烟花炸响在夜空,将一片竹影映到了窗上。张军伟说,家属区旁边的这片竹子,就是从四川回来后,他带着大家种下的。最开始只有几棵,现在已经长成了一片。 在四川抗震救灾时,最让张军伟印象深刻的莫过于漫山遍野的竹林。那是作为北方人的他,第一次感受到如此旺盛的生命力。四川老乡们坐在家门口的板凳上,教他们剥竹笋、做竹笋炒腊肉的画面,在他们的记忆里停留了许多年。 “任务归来,我们把竹林带回了营区。”挂断和黄寅杰的电话,张军伟很是感慨,“每当看到这片竹林,我们都会想起自己远在四川的‘亲人’,想起那个我们亲手重建起的‘家乡’。” 舰行万里,脚下始终是“家乡” “今天晚饭可丰盛了,还有咱南昌的特色菜呢……”年夜饭后,来自南昌的上等兵胡嘉豪兴奋地和妈妈通了电话,分享自己在南昌舰上度过的第二个春节。 2021年3月12日,是胡嘉豪19岁生日,也是他到南昌舰报到的日子。胡嘉豪一直记得接兵干部打趣时和他说的那句:“南昌人到南昌舰,这是回家了啊!” 南昌人,这是出生地赋予他的属性。做一名南昌舰上的合格兵——为了这个目标,胡嘉豪付出了无数的汗水和努力。 刚上舰时,胡嘉豪每天的时间都被专业学习和检视检修填满。一轮接一轮的战斗部署时常在深夜下达,刺耳的铃声让人睡意全无。胡嘉豪和战友们努力克服着晕船等生理不适,逼着自己时刻保持战斗状态,一秒也不敢松懈。 第一次参与射击任务,胡嘉豪要求自己提前进入战斗状态,仔细检查、养护每一枚炮弹,确保它们都处在最佳环境条件下。任务当天,他站在靠近主炮的位置,熟练地完成射击准备工作。 “听到首发命中的消息时,我感觉浑身的血液都沸腾了。”那一刻的振奋和激动,胡嘉豪至今回忆起来依旧历历在目。胡嘉豪一直把那一天作为一个重要的成长标记:“标志着自己成为一名合格的南昌舰战士,激励自己保持努力、保持热血。” “英雄城、英雄舰、英雄兵,第一枪、第一舰、第一人”——这是镶嵌在南昌舰走廊上的一句话。每一次看到,胡嘉豪都会感到由衷的自豪。他常说:“南昌人在南昌舰,总要更努力些,做得更好些。” 此时此刻,在南昌舰上,来自祖国各地的官兵都在坚守战位。他们努力训练、一丝不苟,尽全力守护着属于南昌舰的荣耀—— 一级上士都晓辉陪伴着南昌舰从试航到入列,一次任务都没有缺席过。作为机电兵,他常年坚守在高温、高噪、高湿的机舱深处,守护着南昌舰的“心脏”。今年春节,他依旧主动选择留守战位。当同班战友问他想不想家时,他说:“天天守着,战舰早也成了家。” 南昌舰副政委刘天永的办公桌抽屉里有10多个装满海水的塑料瓶,上面详细标记着取水的时间和海域。作为南昌舰首批舰员之一,他亲身见证了南昌舰的每一个成长节点。 刘天永说:在海军有一种说法——舰艇是浮动的国土。对于常年生活、工作在战舰上,以战舰为家的官兵来说,战舰走到哪里,家就在哪里。 “船行万里,脚下始终是‘家乡’。”刘天永说,这是所有舰艇官兵的共同感受,也是中国军人博大的家国情怀。 (采访中得到本报记者刘敏,通讯员王越、刘宸源、杨鹏飞、杨贵良、柯青坡、张光轩、王泽洲、刘卫、张根实等大力协助,特此致谢)(解放军报) (文图:赵筱尘 巫邓炎) [责编:天天中] 阅读剩余全文() |