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GPS不再是唯一选择,北斗三号卫星体系即将建设完成

2019-05-28 热度:127 ℃

  古有司南,今有北斗。

  卫星导航定位市场长期被GPS等国外企业垄断的情况下,国产自主研发的北斗三代导航卫星将迎来“全球时代”的关键时刻。

  而说到北斗导航系统的国产化替代之路,少不了孙家栋的贡献。

  孙家栋是我国第一颗人造地球卫星“东方红一号卫星”技术负责人,同时也是月球探测一期工程的总设计师、风云二号卫星工程总设计师,是我国人造卫星技术和深空探测技术的开拓者。此外,孙家栋早先担任了我国北斗导航系统第一代和第二代工程总设计师,实现了初代北斗卫星导航系统的组网和应用,是当之无愧的北斗之父。

  在22日的卫星导航年会上,每日经济新闻记者见到了中国航天事业的泰斗级人物孙家栋。90岁高龄的孙家栋坐着轮椅,仍然来到推动北斗导航事业发展的一线。在展示区,与会者纷纷与他合影、握手。参会者介绍产品时,需要凑到孙家栋耳边。他很仔细地听,不时露出笑容。

  “两弹一星”元勋孙家栋

  第一颗人造地球卫星、第一颗遥感探测卫星、第一颗探月卫星嫦娥一号……中国航天史上一个又一个第一次,孙家栋都亲自参与。

  孙家栋,我国运载火箭与卫星技术专家、中国科学院院士,曾担任我国东方红一号卫星技术总负责人、探月工程、北斗导航工程首任总设计师。先后荣获“两弹一星”功勋奖章、2009年国家最高科学技术奖等等。

  据央广网报道,出生于1929年的孙家栋,年少时,便显露出坚韧的品格。他曾因左撇子被学校劝退,但仅用一年时间就学会了熟练使用右手。21岁时,孙家栋应招入伍,随后获得去苏联学习飞机制造的机会。求学7年,他带着“斯大林金质奖章”,登上了归国的列车。

  1967年,孙家栋的命运来了个急转弯。

  钱学森先生亲自点将,37岁的他成为中国第一颗人造地球卫星“东方红一号”的技术总负责人。在要资料没资料、要经验没经验、要专家没专家的窘境下,研制“上得去、抓得住、听得着、看得见”的卫星。难到什么程度?

  孙家栋说:“第一、不知道这个事怎么干;第二、大家都没干过;第三、你要干这件事情,要用的东西没有。可以说是一穷二白。”

  但当时,国外卫星纷纷上天已成事实,时不待我,再晚就要成为中华民族的“罪人”。抱着这样的心态,孙家栋投入到忘我的工作中。

  1970年,中国第一颗人造地球卫星“东方红一号”发射成功,那一年,孙家栋41岁。“公布了以后,我们坐车就往天安门跑,到天安门进不去了,已经人山人海了,都在庆祝。”

  孙家栋说:“每次发射,没有一个人敢说这次发射是绝对绝对成功的。投资要十个亿,初期干的时候一个型号干十年,干的人加起来又有十万人,这么大件事,最后按按钮的时候掉链子了,你能受得了吗?尤其是技术牵头的人。”

  1974年11月5日,由孙家栋担任技术负责人的中国第一颗返回式遥感卫星在升空20秒后爆炸。“我跑出地下室,只看见沙漠里一片火海,整个脑子一片空白,痛哭起来。”之后的三天三夜,孙家栋和同事们在滴水成冰的沙漠里,一寸一寸地找火箭的残骸,把所有的螺丝钉、小铜块、小线头一点点收集起来,查找事故原因。最终发现是火箭控制系统内的一小段导线,在火箭发射时受到剧烈震动断开了。“一个裂痕就牵扯到整个航天产品的成败,这个教训太深刻了!”就像恩师钱学森当初所做的那样,孙家栋承担了失败的责任。“从此我们就狠抓质量,逐步建立起一套完整严格的质量管理系统。”

  2004年,我国正式启动探月工程,已是75岁高龄的孙家栋再次披挂上阵,挑起工程总设计师的重任。

  探月工程风险很大,很多人不理解,早已功成名就的孙家栋为什么还要接受这项充满风险的工作,万一失败了,他辉煌的航天生涯就可能蒙上阴影。

  孙家栋却毫不犹豫:“国家需要,我就去做。”

  2007年,嫦娥一号卫星顺利完成环绕月球的信号传来,航天飞行指挥控制中心内,大家欢呼,拥抱,振臂庆祝。孙家栋却默默转身,低头掏出手绢,老泪纵横。

  今年1月,孙家栋在接受侠客岛采访时回忆此事:像我们这个岁数的人啊,多少还赶上了点旧社会的尾巴,那时候小,听大人们说话,抽烟叫洋烟,火柴叫洋火,上海的人力车叫洋车,所有的都带“洋”字。“嫦娥一号”成功了,我当时突然就想到旧社会洋车、洋火的时代,感情一下就上来了,我想,老人们讲的这个“洋”那个“洋”的时代,终于过去了。

  2018年6月5日,风云二号最后一颗星——风云二号H星成功发射。作为风云二号工程总设计师,当时89岁高龄的孙家栋再次出现在西昌卫星发射中心指挥发射。他说:“搞了一辈子航天,航天已经像我的‘爱好’一样,这辈子都不会离开它了。”

  自主卫星导航走过20年

  美国GPS、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统、欧洲伽利略系统,以及我国自主建设的北斗卫星导航系统,并称四大全球卫星导航系统(GNSS)核心供应商,而这个自主创新之路是漫长的20年。2000年10月31日我国发射了第一颗北斗导航试验卫星,从此正式开始了我国卫星导航事业的核心技术替代之路。

  截至目前,我国北斗系统在轨卫星共38颗,包括18颗北斗二号卫星和20颗北斗三号卫星。2018年底,北斗系统新闻发言人冉承其向全世界宣布,北斗三号基本系统完成建设,开始提供全球服务。

  2019年我国还将再发射6~8颗北斗三号卫星,2020年计划发射2~4颗北斗三号卫星,至2020年底,我国全面完成北斗三号系统建设。届时,将在进一步提升全球导航定位授时性能和区域短报文通信服务能力的基础上,我国北斗导航系统实现全球短报文通信、国际搜救,以及覆盖中国和周边地区的星基增强(千寻cors系统)和精密单点定位(RTK设备PPP精密单点)服务能力。

  而相较于其他三大卫星导航系统,短报文通信服务是我国北斗三号卫星系统的独家秘笈。不仅可以授时定位,提供动态分米级、静态厘米级高精度服务,还具备“发短信”能力,且不限制信号区域,即使是无人区也能实现。在中国及周边地区,北斗三号单次报文长度可发送1000个汉字,全球单次通信能力40汉字。一体提供SBAS(星基增强服务)也是我国北斗三号系统的特有能力,很好地实现了功能融合和集约高效,这项功能计划2019年6月开展信息播发试验。

  而说到北斗导航系统的国产化替代之路,少不了孙家栋的贡献。在22日的卫星导航年会上中国航天事业的泰斗级人物孙家栋,90岁高龄的孙家栋坐着轮椅,仍然来到推动北斗导航事业发展的一线。在展示区,与会者纷纷与他合影、握手。参会者介绍产品时,需要凑到孙家栋耳边。他很仔细地听,不时露出笑容。

孙家栋参展

  5月22日,北京,中国卫星导航年会,孙家栋在参展

  将拉动3000亿元产值

  目前,由北斗基础产品、应用终端、应用系统和运营服务构成的完整产业链已经形成。北斗在国家关键行业和重点领域标配化使用,在大众消费领域规模化应用。

  据统计,2018年国内卫星导航产业产值已超过3000亿元。冉承其预计,至2020年,我国卫星导航产业的规模将超过4000亿元,北斗将拉动超过3000亿元规模的市场份额。

  22日发布的《北斗卫星导航系统建设与发展》报告显示,国产北斗芯片、模块等关键技术已经实现了全面突破。数据显示,国产北斗导航型芯片模块累计销量已突破8000万片,高精度板卡和天线销量已占据国内30%和90%的市场份额。

  在广泛关注的移动通信领域,目前国内外主流芯片厂商均推出了兼容北斗系统的通导一体化芯片。上述报告显示,2019年第一季度,在中国市场申请进网的手机有116款具有定位功能,这其中支持北斗定位的有82款,北斗定位支持率已经达到了70%。整体看来,虽然替代之路走的很快,但相较于GPS等已经存在多时的卫星导航系统,我国北斗在推广应用方面仍需要花大力气。

  多个北斗芯片首次问世

  芯片是制约北斗应用快速落地的因素之一。5月21日,合众思壮发布了全球首颗支持北斗三号全信号体制的高精度基带芯片,支持的频点从24个增加到31个,能够支持现有及未来计划发布的所有导航信号频率。

  而海格通信的“海豚一号”基带芯片在本次导航年会上首次对外亮相,它是国内首批流片的高精度基带芯片,于2018年8月完成流片,目前已完成芯片验证测试。北斗三号RX37系列芯片支持北斗三号全球体制信号。

  此次,在中国卫星导航年会上,联想带来了全球首款搭载国产双频定位芯片、唯一支持北斗三号信号系统的手机联想Z6青春版,定价为千元机入门水平。联想Z6青春版搭载的HD8040北斗高精度导航定位芯片基于华大北斗Cynosure平台架构。

  对于如何推进快速民用,刘彦认为,芯片是一切的基础,这决定了能否做到定位高精度,能否提升解决方案,有没有高性价比。

  “做北斗是为了天上好用,地面用好,现在做的事情就是让地面用好。”22日,孙家栋如此表示,希望北斗卫星系统民用化更快一步。

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