6月23日9時(shí)43分，在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心，長(zhǎng)征三號(hào)乙運(yùn)載火箭將北斗三號(hào)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)最后一顆組網(wǎng)衛(wèi)星送入預(yù)定軌道。攝影：胡煦劼

中國(guó)網(wǎng)訊(記者 楊佳)6月23日9時(shí)43分，我國(guó)在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心，利用長(zhǎng)征三號(hào)乙運(yùn)載火箭，成功發(fā)射北斗三號(hào)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)最后一顆組網(wǎng)衛(wèi)星。

這是北斗三號(hào)第30顆組網(wǎng)衛(wèi)星，也是北斗系統(tǒng)第55顆導(dǎo)航衛(wèi)星，它的成功發(fā)射標(biāo)志著北斗三號(hào)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)星座部署全面完成。

這是今年北斗導(dǎo)航衛(wèi)星的第二次發(fā)射，也是全部北斗導(dǎo)航衛(wèi)星的第44次發(fā)射。

部署完成的北斗三號(hào)全球系統(tǒng)星座由3顆地球靜止軌道(geostationary Earth orbit, GEO)衛(wèi)星、3顆傾斜地球同步軌道(inclined geosynchronous orbits, IGSO)衛(wèi)星、24顆中圓地球軌道(medium Earth orbit，MEO)衛(wèi)星組成。

此次發(fā)射的北斗三號(hào)收官之星是GEO衛(wèi)星，也被親切地稱為“吉星”，因?yàn)槭堑谌w吉星，又被稱為“嚞星”。該類衛(wèi)星在星基增強(qiáng)、短報(bào)文通信、精密單點(diǎn)定位等特色服務(wù)上發(fā)揮關(guān)鍵作用。

梅剛?cè)A研究員正在工作。 中國(guó)科學(xué)院精密測(cè)量科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新研究院供圖

北斗的硬核心

每顆導(dǎo)航衛(wèi)星里都有一個(gè)核心裝置，就是原子鐘。

衛(wèi)星導(dǎo)航是基于電磁波信號(hào)的傳播進(jìn)行測(cè)距定位的。無(wú)線電波以每秒30萬(wàn)公里的速度傳播，如果能夠?qū)o(wú)線電波傳播1米所花費(fèi)的時(shí)間測(cè)準(zhǔn)，衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)就可以達(dá)到1米的定位精度。這個(gè)時(shí)間長(zhǎng)度只有3納秒，即10億分之3秒，要完成這種精度的時(shí)間測(cè)量，只能靠原子鐘。

常用的原子鐘有氫原子鐘、銫原子鐘、銣原子鐘等。其中銣原子鐘體積小、功耗低，制造和應(yīng)用成本最低。美國(guó)的GPS衛(wèi)星使用的主要就是銣原子鐘。

星載原子鐘是技術(shù)含量極高的戰(zhàn)略性高技術(shù)，不可能從國(guó)外引進(jìn)，我國(guó)北斗系統(tǒng)需要的星載原子鐘只有走自主研發(fā)這條路。

中國(guó)科學(xué)院精密測(cè)量科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新研究院梅剛?cè)A團(tuán)隊(duì)，1997年開始研究星載銣原子鐘技術(shù)，經(jīng)過(guò)20多年的潛心攻關(guān)，為北斗系統(tǒng)研制出系列化星載銣原子鐘產(chǎn)品。他們?yōu)楸倍啡?hào)系統(tǒng)研制的甚高精度星載銣原子鐘，時(shí)間測(cè)量精度達(dá)到每天0.5納秒，居國(guó)際領(lǐng)先水平，可滿足分米級(jí)導(dǎo)航定位應(yīng)用需求。

據(jù)了解，北斗三號(hào)有30顆組網(wǎng)衛(wèi)星和5顆試驗(yàn)衛(wèi)星，每顆衛(wèi)星上都裝載了梅剛?cè)A團(tuán)隊(duì)研制的星載銣原子鐘。

梅剛?cè)A團(tuán)隊(duì)用二十年時(shí)間，走完了國(guó)外星載銣原子鐘技術(shù)四十年的發(fā)展歷程，使我國(guó)的星載原子鐘技術(shù)實(shí)現(xiàn)了從無(wú)到有、由有到精的跨越，為北斗系統(tǒng)工程建設(shè)做出了突出貢獻(xiàn)。

2019年1月7日，四川省甘孜州九龍縣發(fā)生森林火災(zāi)，攀枝花市森林消防支隊(duì)接到上級(jí)命令后迅速趕赴火場(chǎng)增援。圖為森林消防員正在使用背負(fù)式北斗系統(tǒng)的短報(bào)文功能給上級(jí)指揮部傳輸火場(chǎng)坐標(biāo)及火場(chǎng)基本情況。 李從林 攝影

北斗的獨(dú)家絕學(xué)

短報(bào)文功能是中國(guó)北斗區(qū)別于其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的特色服務(wù)。

在沒(méi)有通信信號(hào)覆蓋的地區(qū)，北斗系統(tǒng)不僅可以進(jìn)行導(dǎo)航定位，不僅能回答用戶“我在哪”，還能告訴關(guān)注著用戶行蹤的相關(guān)方“你在哪”，在搜救、漁業(yè)等領(lǐng)域中發(fā)揮著不可替代的作用。北斗三號(hào)的短報(bào)文通信能力顯著提升，信息發(fā)送能力從一次120漢字提升到一次1200漢字，突發(fā)情況時(shí)無(wú)需字斟句酌，足以將情節(jié)一次性說(shuō)清楚，還可發(fā)送圖片等信息，應(yīng)用場(chǎng)景更為豐富。此外，北斗三號(hào)的服務(wù)能力較北斗二號(hào)拓展了10倍，在通信、電力、金融、測(cè)繪交通、漁業(yè)、農(nóng)業(yè)、林業(yè)等領(lǐng)域，更多的人可以享受到北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的普惠服務(wù)。

據(jù)北斗系列衛(wèi)星研制單位航天科技集團(tuán)五院介紹，吉星采用東方紅三B(導(dǎo)航)衛(wèi)星平臺(tái)，是我國(guó)現(xiàn)役規(guī)模較大的衛(wèi)星平臺(tái)之一。強(qiáng)大的承載能力讓“嚞星”具備無(wú)線電導(dǎo)航、無(wú)線電測(cè)定、星基增強(qiáng)、精密單點(diǎn)定位、功率增強(qiáng)、站間時(shí)間同步和定位六大本領(lǐng)，可為我國(guó)及周邊地區(qū)用戶提供導(dǎo)航及增強(qiáng)服務(wù)。

今年3月份，北斗三號(hào)第二顆GEO衛(wèi)星就位后，北斗系統(tǒng)新體制下有源定位功能得到驗(yàn)證，拉開了無(wú)線電測(cè)定功能全面升級(jí)的序章。隨著“嚞星”的入列，北斗三號(hào)吉星三兄弟在太空?qǐng)F(tuán)聚，將在赤道上拉開更大距離，為全球用戶提供“中國(guó)特色”的導(dǎo)航服務(wù)，將全球?qū)Ш椒?wù)躍升到一個(gè)新的高度。

包括試驗(yàn)衛(wèi)星在內(nèi)的全部59顆北斗衛(wèi)星的發(fā)射均采用了長(zhǎng)征三號(hào)甲系列運(yùn)載火箭 。 航天科技集團(tuán)一院供圖

北斗的“夢(mèng)想天梯”

自2000年10月31日，長(zhǎng)征三號(hào)甲系列運(yùn)載火箭發(fā)射我國(guó)第一顆北斗導(dǎo)航試驗(yàn)衛(wèi)星算起，至今共進(jìn)行了44次發(fā)射，將59顆北斗衛(wèi)星成功護(hù)送升空，發(fā)射成功率100%，因此長(zhǎng)征三號(hào)甲系列火箭也被稱為北斗組網(wǎng)工程的“夢(mèng)想天梯”。

長(zhǎng)三甲系列火箭研制于上世紀(jì)80年代末，已經(jīng)有30多年的歷史。自1994年首飛以來(lái)，也已經(jīng)走過(guò)了26年的歷史。從現(xiàn)在來(lái)看，這款火箭依然有比較強(qiáng)大的生命力，原因是30多年來(lái)，從來(lái)沒(méi)有停止過(guò)技術(shù)創(chuàng)新。雖然從外觀上看變化不大，但實(shí)際上從內(nèi)部已經(jīng)煥然一新。

比如火箭的神經(jīng)系統(tǒng)——控制系統(tǒng)，從2000年開始進(jìn)行系統(tǒng)級(jí)的冗余改進(jìn)，把一些一旦出現(xiàn)問(wèn)題就容易損壞的部件，換成能夠經(jīng)受一定程度故障的部件，提高系統(tǒng)的可靠性。

再比如火箭的核心系統(tǒng)之一——增壓輸送系統(tǒng)，也采取了類似的創(chuàng)新和改進(jìn)，提高了火箭的可靠性。

長(zhǎng)三甲從來(lái)沒(méi)有停止過(guò)創(chuàng)新的腳步，從火箭狀態(tài)來(lái)說(shuō)，大體固化并行小步迭代。所有的這些改進(jìn)，都在不斷提高長(zhǎng)三甲系列火箭的生命力。

截止至此次發(fā)射任務(wù)共發(fā)射112次，長(zhǎng)三甲系列火箭成為我國(guó)發(fā)射次數(shù)最多的系列運(yùn)載火箭。

在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心指揮控制站內(nèi)，工程師正在進(jìn)行數(shù)據(jù)檢測(cè)。 車元元 攝影

永不出鞘的利劍

航天工程是一個(gè)系統(tǒng)工程，為此，一旦發(fā)現(xiàn)差錯(cuò)，所有工作都將“歸零”，一旦出現(xiàn)故障或問(wèn)題，該項(xiàng)工作都將會(huì)從第一步至最后一步，都從零進(jìn)行檢查，直至問(wèn)題完全解決。

據(jù)介紹，在每次發(fā)射北斗任務(wù)前，測(cè)控系統(tǒng)的工作人員都至少需要提前4小時(shí)到達(dá)工作崗位，每次北斗發(fā)射會(huì)依據(jù)火箭特性持續(xù)5至10幾個(gè)小時(shí)不等。

在高密度的發(fā)射任務(wù)下，中心需要在最短的時(shí)間內(nèi)完成手上的發(fā)射任務(wù)并及時(shí)切換到下一個(gè)任務(wù)，在最繁忙的時(shí)候，在15天的時(shí)間里，中心工作人員就要進(jìn)行一次工作任務(wù)的切換，進(jìn)入下一次的發(fā)射流程。

大量繁瑣的數(shù)據(jù)處理工作，讓西昌衛(wèi)星發(fā)射中心的測(cè)控人常常一坐就是6、7個(gè)小時(shí)，他們常常是那群每天來(lái)得最早卻走得最晚的人，針對(duì)每次不同的工作任務(wù)和不同的星箭型號(hào)，他們做的工作繁瑣卻又細(xì)致。

由于北斗衛(wèi)星組網(wǎng)的時(shí)間緊、任務(wù)重，并且對(duì)于國(guó)家的發(fā)展有著極其重要的戰(zhàn)略意義。從2018年下半年開始，他們平均20天就要完成一次衛(wèi)星發(fā)射任務(wù)。在正式發(fā)射的那十幾個(gè)小時(shí)里，他們需要以高度集中的精神盯著電腦屏幕，同時(shí)在心里不斷重復(fù)檢查的過(guò)程。

中心測(cè)控系統(tǒng)高級(jí)工程師羅啟富表示，“任務(wù)結(jié)束時(shí)，我們走出機(jī)房常常都會(huì)出現(xiàn)兩眼發(fā)黑的情況，通常要好幾天才能緩過(guò)來(lái)。”

西昌衛(wèi)星發(fā)射中心的測(cè)控部門在北斗系列衛(wèi)星成功發(fā)射的基礎(chǔ)上，根據(jù)回傳的數(shù)據(jù)進(jìn)行應(yīng)用摸索，并把相關(guān)的數(shù)據(jù)用于后續(xù)的北斗發(fā)射。這樣的“邊發(fā)邊用”，成為了后續(xù)北斗衛(wèi)星成功發(fā)射的進(jìn)一步保障。

作為一把永不出鞘的利劍。測(cè)控部門還肩負(fù)著安全控制的重任，測(cè)控系統(tǒng)監(jiān)視顯示分系統(tǒng)指揮員胡杰介紹，一旦發(fā)生火箭嚴(yán)重偏離軌道的情形并且威脅到了下方城市的安全，我們就要啟動(dòng)“安全控制”程序，在高空中對(duì)火箭啟動(dòng)炸毀程序。但很幸運(yùn)，我們?cè)谡麄€(gè)“北斗”系列發(fā)射的過(guò)程中從未執(zhí)行過(guò)此類命令。

北斗導(dǎo)航衛(wèi)星星歷星座圖 來(lái)源：中國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)管理辦公室測(cè)試評(píng)估研究中心

中國(guó)的北斗 世界的北斗

北斗是中國(guó)著眼于國(guó)家安全和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要，自主建設(shè)、獨(dú)立運(yùn)行的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，是可以為全球用戶提供全天候、全天時(shí)、高精度的定位導(dǎo)航授時(shí)服務(wù)的重要空間基礎(chǔ)設(shè)施。

隨著北斗系統(tǒng)建設(shè)和服務(wù)能力的發(fā)展，相關(guān)產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于交通運(yùn)輸、海洋漁業(yè)、水文監(jiān)測(cè)、氣象預(yù)報(bào)、測(cè)繪地理信息、森林防火、通信時(shí)統(tǒng)、電力調(diào)度、救災(zāi)減災(zāi)、應(yīng)急搜救等領(lǐng)域，逐步滲透到人類社會(huì)生產(chǎn)和人們生活的方方面面，為全球經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展注入新的活力。

北斗系統(tǒng)建設(shè)中蘊(yùn)藏著航天人自強(qiáng)不息、甘于奉獻(xiàn)的中國(guó)精神。北斗三號(hào)全球系統(tǒng)最后一顆組網(wǎng)衛(wèi)星的發(fā)射成功，并不意味著北斗系統(tǒng)的結(jié)束，而是又一個(gè)新的起點(diǎn)。

習(xí)近平總書記在給聯(lián)合國(guó)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)國(guó)際委員會(huì)第十三屆大會(huì)的賀信中指出，中國(guó)高度重視衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)發(fā)展，積極開展國(guó)際合作。2035年前還將建設(shè)完善更加泛在、更加融合、更加智能的綜合定位導(dǎo)航授時(shí)體系。