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北斗系统26年发展史:曾被欧洲“卡脖子”

网络整理 2020-06-28 04:02

(原标题:26载风雨兼程,北斗背后的非凡和不易)

30颗卫星全部就位,中国北斗三号全球卫星导航星座部署顺利完成,对中国航天乃至中国科技而言都是一个历史性的成就。

6月23日,由中国航天科技集团有限公司五院抓总研制的第55颗北斗导航卫星成功发射,北斗三号全球卫星导航系统星座部署全面完成。

从1994年北斗一号系统工程立项到2020年完成全球卫星导航星座部署,中国北斗走过了非凡的26载。

中国北斗三号全球卫星导航星座部署顺利完成意义重大。本文图片,航天五院、航天一院供图

北斗一号第一步迈得并不顺

从古至今,人类都在思考一个问题:我们在哪儿?古人用北斗星等天体进行导航。

1957年10月,人类第一颗人造卫星上天。这颗名为“斯普特尼克1号”的苏联人造地球卫星正式拉开了人类进军太空的序幕,也开启了人类依靠卫星进行导航的时代。在观测这颗卫星过程中,美国霍普斯金应用物理实验室科学家发现卫星运动引起的多普勒频移效应,断言可以用来实现卫星导航。于是后来在60年代美国实施了“子午仪”卫星导航系统,并取得了成功。

提到中国卫星导航系统,大家都会想到家喻户晓的北斗卫星导航系统,其实中国人关于利用人造卫星进行导航定位的设想在上世纪60年代就已经萌生,并付诸实践,与世界同步的。 “美国提出‘子午仪’卫星导航卫星之后,航天相关单位开始跟踪研究卫星导航技术。我国第一颗人造卫星‘东方红一号’发射成功以后,通信卫星、气象卫星、定位导航卫星等就都进入决策层的视野。当时,卫星导航系统命名为‘灯塔一号’,但由于技术转型、财力有限等原因,该计划在上世纪80年代下马。”

“灯塔一号”是我国对卫星导航的早期探索,“灯塔”与“北斗”有异曲同工之妙,都象征高挂天宇、永远不落的指路明灯。1983年,以陈芳允院士为代表的专家学者提出了利用2颗地球同步轨道卫星来测定地面和空中目标的设想,通过大量理论和技术上的研究工作,双星定位系统的概念逐步明晰。接下来的北斗路,是一步跨到全球组网,还是分阶段走?在当时引发了不小的争议。最终,“先区域、后全球”的思路被确定下来,“三步走”的北斗之路由此铺开。

北斗三号卫星

今天的北斗,给中国人提了不少气。但很多人不知道的是,北斗卫星导航系统建设“三步走”的第一步——北斗一号系统差点因经费无法迈步。1994年,我国正制定国民经济和社会发展的“九五”计划,有关部门向国务院汇报了北斗立项计划。根据《中国航天报》此前报道,原北斗卫星导航系统工程副总设计师李祖洪介绍说:“当时,包括北斗系统在内,我国有三个卫星项目需立项,另外两个卫星项目已经获批。由于卫星研究经费紧张,有人建议北斗项目考虑先搞预研,国家划拨少量款项进行尝试性预研工作。缺钱是当时北斗一号系统遇到的最大问题,国家少量的拨款不能保证项目完成。”

看着北斗一号系统项目很可能因经费问题搁浅,参与的研究人员都非常焦急,多次开会讨论如何保住北斗一号项目。“在当时的国情下,再向国家单独申请立项经费的可能性非常低,只能内部想办法。刚好,另外两颗卫星项目分别由一颗备份星的指标经费。经过反复协商,大家决定将另外两颗备份星资金拿出来,分给北斗一号项目,解决了制约北斗一号项目继续开展的经费难题。”李祖洪说。

经过多年研制,2000年,随着两颗地球静止轨道卫星发射成功,北斗一号系统建成并投入使用,其采用有源定位体制,可为中国用户提供定位、授时和短报文通信服务。据航天科技集团五院北斗一号总设计师范本尧院士回忆,国产化从北斗一号的太阳帆板做起,“当时很多卫星都不敢上,北斗是第一个‘吃螃蟹’的,硬着头皮上”。之后的国产化攻关更为艰苦,不论是东方红三号平台的横空出世,还是影响长寿命的关键部件,凭借自力更生的创业精神,以李祖洪总指挥、范本尧总设计师等为代表的老一辈北斗人逐一攻克,终于在2003年建成了北斗一号系统,使我国成为继美、俄之后第三个拥有自主卫星导航系统的国家。

原北斗一号副总设计师、北斗二号总设计师的杨慧曾介绍说:“虽然北斗一号系统是一个比较初级的卫星导航系统,但通过这个系统我们探索了卫星导航系统的原理,满足国防和民用的基本需求,为未来北斗系统的进一步发展奠定了一些基础。比如,2003年发射的第三颗卫星不仅仅是一颗在轨备份星,而且还是一颗北斗二号系统部分技术的试验星,因为这颗卫星搭载了一些北斗二号系统的载荷,开始探索无源导航技术。”

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