中国北斗 中国为什么要建立北斗卫星导航系统
当报纸写了一篇特别的文章时,他还很年轻
习近平总书记指出,历史是最好的教科书,也是最好的解酒剂。学习党史、新中国史、改革开放史、社会主义发展史“四史”,是党员干部的必修课。继2019年全国两会期间首次开设“政治关键词”专栏,以及在新中国成立70周年之际第二次推出“政治关键词”专栏后,该报继续与上海市社会科学界联合会、上海市政治学会联合开启“四个历史”关键词。
今天,《四史》第59个关键词出版,关键词是北斗卫星导航系统。中国为什么要建立北斗卫星导航系统?
目前,美国、俄罗斯、中国和欧盟都建立了自己的卫星导航系统。1994年,在中国财政吃紧的情况下,中国为什么要建立自己的卫星导航系统?
直接原因可以用两件事来解释:第一,海湾战争引发了新的军事革命。1991年,海湾战争开创了以空中等打击力量取胜的先例。最引人注目的武器是精确制导武器,美国GPS为精确制导提供了关键技术支持。海湾战争引发了世界性的新军事革命,GPS定位系统成为各国关注的焦点。
第二,银河号事件迫使中国发展自主卫星导航。1993年7月23日,中国“银河”号货轮驶往印度洋。导航系统突然失去信号,船无法继续航行。后来得知,美国对伊朗实施禁运,故意在这一海域停止GPS信号。
银河号的消息传回国内,孙家栋院士和国防科工委副主任沈荣军联名上书,建议启动中国卫星导航工程。1994年12月,北斗导航实验卫星系统项目获得国家批准。
卫星导航系统虽然最早起源于战争需要,但其作用远远超出了军事领域,在国民生产生活的诸多领域发挥着重要作用。卫星导航系统在无人驾驶、测绘、导航、救灾等诸多领域发挥着不可替代的作用。如今,在大城市开车,很多“路盲”已经离开卫星导航,无法动弹;我们生活中的自行车共享和电子围栏停车也离不开卫星导航系统;卫星导航系统也为大规模农业机械化耕作提供了便利。
北斗卫星导航系统为什么需要“三步走”?
中国之所以要“走三步走”,无非是因为两个原因:一是因为当时我们国家穷;第二,虽然我们国家很穷,但中国科学家仍然在努力自强。
早在20世纪60年代,中国就开始研究卫星导航。然而,这个项目太贵了,计划没有实施。然而,我们的科学家从未放弃卫星导航研究。1985年10月,中国科学院与原解放军总参谋部测绘局召开联席会议。“863”计划的倡导者、中国科学院院士陈云芳提出了一个相对“省钱”的想法:使用两颗地球静止轨道卫星可以覆盖中国。这个想法,未来将被称为“双星定位”理论,未来将成为北斗一号的雏形。2000年,北斗一号两颗卫星成功发射,中国成为继美国GPS、俄罗斯GLONASS之后,世界上第三个拥有自主卫星导航系统的国家。
1994年项目立项后,北斗人开始用真刀真枪干活,马上就遇到了缺钱的窘境。美国从1973年开始发展GPS。到1994年,已投资200多亿美元,年维护费用高达5亿美元;1994年,中国在包括航空航天在内的七大技术领域的“863”计划预算只有100亿元。
如果你很穷,你不可能一口吃掉一个胖子,所以你有三种口吃的方式。因此,中国将卫星导航系统建设分为三个步骤:第一步覆盖中国,第二步覆盖亚太,第三步覆盖全球。这就是北斗一号、北斗二号、北斗三号的由来。
北斗卫星导航系统经历了哪些困难和障碍?
北斗卫星导航系统经历了如此多的艰难险阻,我们只能了解冰山一角。
第一个困难是原子钟的发展。原子钟的精度直接决定了卫星导航系统的精度。按照北斗总设计师杨长风设定的目标,原子钟的误差应该达到10的负12次方,也就是每10万年才出现一秒钟的误差。原子钟对整个工程来说,和人的心脏一样重要。这个核心技术永远不会是别人给我们的,中国只能靠自己。中国成立了中科院、航天科技、航天科技三个团队,同时攻关。经过两年的努力,国产星载原子钟已经研制成功,性能甚至优于欧洲原子钟。我们想买的时候,欧洲不卖;现在欧洲同意马上卖,降价一半,但中国还是坚持用自己的原子钟。
另一个惊心动魄的时刻是争分夺秒打赢频率防御战。任何一个国家想要发展自己的卫星导航系统,都必须先向国际电信联盟申请频率,因此频率成为美俄中欧必须争夺的宝贵资源。2000年4月17日,中国向国际电信联盟提交频段申请;同年6月5日,欧盟的伽利略卫星导航系统也申请了频段。关于频率,国际电信联盟有两个规则:“先到先得”和“过期失效”。所谓“逾期注销”,是指频率有效期自申请之日起,7年内无需注销。也就是说,中国北斗二号的第一颗卫星必须在2007年4月18日00: 00前成功发射并播发信号,否则就是“逾期无效”。所谓“先到先得”,就是中国要和欧盟竞争,因为中欧申请频率高度重叠,双方都需要竞争频率。中国北斗二号始于2004年,已经在起跑线上失去欧盟伽利略系统两年。2005年12月28日,欧盟伽利略计划的第一颗实验卫星成功送入Tai 空。令人惊讶的是,卫星没有开通频率,因为开通频率要花钱,而欧盟此时又缺钱。中国必须迅速抓住机会,但好事难成:中国北斗二号的第一颗卫星已经放上发射架,发现卫星上的应答机异常。经过争分夺秒,2007年4月14日4时11分,北斗二号第一颗卫星发射成功;4月17日20时,卫星发出第一组信号,比国际电信联盟设定的“七年限制”提前了4个小时。中国的频率防御战是成功的。
首颗北斗二号卫星成功发射,解决了频率问题,扫清了主要技术障碍。随后中国逐渐进入“北斗速度”模式:2018年全年,北斗共发射18颗卫星,创下世界纪录。2020年6月23日9时43分,最后一颗北斗卫星在西昌成功发射。到目前为止,用了26年时间先后发射59颗卫星的中国自主卫星导航系统终于建成。这意味着北斗将对全球卫星导航市场发起新的冲击——这个市场的产值每年超过2700亿美元,美国占90%。