北京時(shí)間7月31日10時(shí)48分,習(xí)近平主席在人民大會(huì)堂宣布北斗三號(hào)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)正式開(kāi)通。 從此,中國(guó)自己的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)終于以完整的姿態(tài)向全球用戶(hù)提供服務(wù)。 但北斗系統(tǒng)的意義,還遠(yuǎn)不止于此。中國(guó)的“大星座”現(xiàn)在提到衛(wèi)星,我們的第一反應(yīng)就是“人造地球衛(wèi)星”。但在航天時(shí)代的早期,衛(wèi)星更多地是一個(gè)天文學(xué)概念——月球是地球的衛(wèi)星,蘇聯(lián)的“斯普特尼克1號(hào)”也可以看做地球的衛(wèi)星,只不過(guò)是人造的而已。 那個(gè)時(shí)候,人造衛(wèi)星的數(shù)量稀少,并且各自為戰(zhàn),每顆衛(wèi)星單獨(dú)工作,衛(wèi)星之間基本沒(méi)有關(guān)聯(lián)。 但這還不夠,遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。 衛(wèi)星導(dǎo)航的概念是顛覆性的,人類(lèi)終于有可能實(shí)現(xiàn)真正自由的遠(yuǎn)行,不依賴(lài)羅盤(pán)磁針,不依賴(lài)日月星辰,不必在人跡罕至的深山老林建設(shè)定位電臺(tái)。 衛(wèi)星星座是“由兩顆或兩顆以上衛(wèi)星,為實(shí)現(xiàn)共同任務(wù)目標(biāo)所組成的衛(wèi)星系統(tǒng)”。 導(dǎo)航星座,則是衛(wèi)星星座這個(gè)概念最直接的應(yīng)用。
北斗三號(hào)星座 | 圖片來(lái)源:中國(guó)航天科技集團(tuán)有限公司 衛(wèi)星星座能完成單星無(wú)能為力的任務(wù),也能通過(guò)系統(tǒng)層面的設(shè)計(jì)令“各自為戰(zhàn)”的單星聯(lián)合起來(lái),達(dá)到更高的效能。但是,想建設(shè)優(yōu)秀的衛(wèi)星星座,還要面臨諸多挑戰(zhàn)。 比如:星座的設(shè)計(jì)要滿(mǎn)足任務(wù)需求,并在此基礎(chǔ)上的盡可能降低成本,實(shí)現(xiàn)總體最優(yōu);星座的發(fā)射組網(wǎng)需要合適且可靠的運(yùn)載火箭,并且要有足夠的能力完成快速組網(wǎng),時(shí)間拖得太長(zhǎng)就會(huì)出現(xiàn)收官星尚未發(fā)射,首發(fā)星卻即將退役的窘境。 星座的建成并不是完事大吉,在軌運(yùn)營(yíng)同樣要求甚高:既要求地面有實(shí)時(shí)的全面管控能力,又要求星座能夠在無(wú)人照料的情況下自主運(yùn)營(yíng);既要保證每顆衛(wèi)星在壽命內(nèi)可靠運(yùn)行,又要在發(fā)生意外故障時(shí)及時(shí)調(diào)度,確保服務(wù)不中斷、星座不掉線。 當(dāng)星座內(nèi)衛(wèi)星的壽命即將耗盡之時(shí),還需要吐故納新,安排新一代衛(wèi)星來(lái)接班,同時(shí)不能讓失效的老舊衛(wèi)星干擾星座運(yùn)行。 如此種種,考驗(yàn)的是航天人的系統(tǒng)工程水平,更是國(guó)家的綜合國(guó)力。 而北斗三號(hào)星座的成功,證明了中國(guó)航天系統(tǒng)工程能力的卓越,也宣示著中國(guó)已經(jīng)有足夠的能力建設(shè)并運(yùn)營(yíng)大型空間系統(tǒng)。 導(dǎo)航衛(wèi)星的“大星座”來(lái)了,遙感和通信衛(wèi)星的“大星座”還會(huì)遠(yuǎn)嗎?導(dǎo)航系統(tǒng)的“合縱連橫”世界上總共有四個(gè)能提供全球服務(wù)的衛(wèi)星導(dǎo)航定位體系:美國(guó)GPS、俄羅斯GLONASS、中國(guó)北斗和歐洲伽利略。美國(guó)率先完成,俄羅斯緊隨其后,中國(guó)是第三個(gè)建成的,而更早上馬的歐洲伽利略系統(tǒng)至今仍然在等待后續(xù)的完全運(yùn)行能力(FOC)組網(wǎng)星。 與曾經(jīng)期待加入的伽利略系統(tǒng)相比,我們的北斗后發(fā)而先至,甚至完成了從區(qū)域有源雙星定位,到區(qū)域無(wú)源定位,再到全球覆蓋的三步走戰(zhàn)略。 再看歐洲,左手握著能夠一箭四星的阿麗亞娜-5運(yùn)載火箭,右手握著中國(guó)曾經(jīng)不掌握的星載原子鐘等先進(jìn)技術(shù),頭上頂著一眾老牌資本主義強(qiáng)國(guó)的光環(huán),怎么說(shuō)也不會(huì)比我們的進(jìn)度慢。
阿麗亞娜-5火箭一箭四星發(fā)射伽利略衛(wèi)星 | 圖片來(lái)源:Stephane Corvaja @ESA 但誰(shuí)讓伽利略的“大腦”決策混亂不堪呢?有人想往東,有人想往西,走兩步退三步,總在原地打轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)。 這大概就是“體制問(wèn)題”吧。 當(dāng)然,伽利略系統(tǒng)誕生的原因還是歐洲希望擺脫對(duì)美國(guó)GPS系統(tǒng)的依賴(lài),這確實(shí)是一個(gè)很現(xiàn)實(shí)的問(wèn)題。 借助首發(fā)優(yōu)勢(shì)和當(dāng)年強(qiáng)大的軟硬件實(shí)力,美國(guó)的GPS設(shè)備從上世紀(jì)90年代開(kāi)始在全世界傾銷(xiāo)。對(duì)GPS的依賴(lài)意味著美國(guó)成為了其他國(guó)家的“導(dǎo)航之神”,可以?xún)H憑自己的好惡決定他人“生死”。1999年印巴沖突期間,美國(guó)就曾經(jīng)對(duì)沖突區(qū)域關(guān)閉過(guò)GPS信號(hào),令印度的戰(zhàn)斗機(jī)和制導(dǎo)武器大受影響。
GPS衛(wèi)星發(fā)展歷史 | 圖片來(lái)源:洛克希德·馬丁公司 因此,就算是美國(guó)的盟友,就算是美國(guó)羽翼下的北約組織成員,歐洲諸國(guó)依然要發(fā)展自己的導(dǎo)航星座。 盟友尚且有防人之心,更何況是被美國(guó)長(zhǎng)期敵視的中國(guó)。 再看俄羅斯,盡管在蘇聯(lián)時(shí)期已經(jīng)開(kāi)始建設(shè)格洛納斯(GLONASS)系統(tǒng),但限于電子工業(yè)水平,早期衛(wèi)星壽命普遍偏短,實(shí)際工作時(shí)間只有一到兩年。在蘇聯(lián)解體后,俄羅斯雖然一度完成了GLONASS的組網(wǎng),但星座的運(yùn)營(yíng)長(zhǎng)期舉步維艱,俄軍甚至曾需要依靠GPS接收機(jī)。
GLONASS衛(wèi)星發(fā)展歷史 | 圖片來(lái)源:俄聯(lián)邦航天局 對(duì)于北斗系統(tǒng),俄羅斯同樣存在著自己的期待。俄聯(lián)邦中央機(jī)械制造研究所定位導(dǎo)航授時(shí)信息分析中心(GLONASS-IAC)作為官方機(jī)構(gòu),就一直在關(guān)注著GLONASS與北斗的協(xié)同效果。根據(jù)他們發(fā)布的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)看,如果同時(shí)應(yīng)用北斗和GLONASS,則導(dǎo)航衛(wèi)星的可見(jiàn)數(shù)量與星座的位置精度因子(PDOP值)都將有顯著提升。
北斗+GLONASS的衛(wèi)星可見(jiàn)數(shù)量(顏色越淺越好) | 圖片來(lái)源:GLONASS-IAC,由作者制圖
北斗+GLONASS的PDOP值(顏色越淺越好) | 圖片來(lái)源:GLONASS-IAC,由作者制圖 四大全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)的發(fā)展史,正是一部“合縱連橫”的斗爭(zhēng)史:美國(guó)起步最早,技術(shù)最先進(jìn),就希望一統(tǒng)全球,不遺余力干擾阻礙其他國(guó)家發(fā)展;俄羅斯緊隨其后,但先天不足,只能慘淡經(jīng)營(yíng),向美歐進(jìn)口元器件不順,因此有意與中國(guó)進(jìn)行合作;歐洲技術(shù)先進(jìn),想擺脫美國(guó)依賴(lài)癥,奈何人心不齊,各懷鬼胎,更陷于反華政治,斷供中國(guó),結(jié)果自己項(xiàng)目一拖再拖,貽笑后人。 只有中國(guó),底子最薄,基礎(chǔ)最差,必須從零起步;曾相信世界美好,但終于為人所欺;于是堅(jiān)定信心,舉全國(guó)之力,400多家單位、30多萬(wàn)科技人才,26年奮斗,終成大器。 在北斗正式啟用的今天,曾經(jīng)愛(ài)答不理的主動(dòng)上門(mén),曾經(jīng)自以為是的只有自慚形穢,一貫心術(shù)不正的再想發(fā)號(hào)施令,就要認(rèn)真聽(tīng)一聽(tīng)中國(guó)的聲音。獨(dú)立自主是法寶如今,在除蘋(píng)果以外的絕大部分智能手機(jī)上,定位芯片都能同時(shí)接收四大全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)的信號(hào),衛(wèi)星定位設(shè)備也在向多系統(tǒng)兼容方向快速發(fā)展。可以說(shuō),在和平時(shí)期,不同導(dǎo)航系統(tǒng)間的合作是可以實(shí)現(xiàn)共贏的。 但是,合作的底氣是獨(dú)立自主。 尤其是在美國(guó)全力聒噪“中美脫鉤”,并且用實(shí)際行動(dòng)在這條道路上狂奔不已的今天。它們肆意挑起貿(mào)易戰(zhàn),芯片全面斷供華為,甚至許多中國(guó)著名高校都上了“實(shí)體清單”。 重壓之下,自然也會(huì)有不同的聲音。 或曰“中國(guó)跟美國(guó)硬碰硬是‘戰(zhàn)狼小粉紅’,被美國(guó)一卡脖子就完蛋,應(yīng)該身段柔軟,膝蓋打彎,否則死路一條”。 或曰“國(guó)產(chǎn)競(jìng)爭(zhēng)不過(guò)外國(guó),‘礙國(guó)者’要用國(guó)貨是閉關(guān)鎖國(guó),其心可誅”。 或曰“中國(guó)竟敢宣傳自己‘世界先進(jìn)’,這是給中國(guó)威脅論遞刀子,忽悠大眾”。 如此種種,相信各位讀者在這幾年或多或少讀到過(guò)。 在北斗系統(tǒng)建成的日子里,筆者不止一次想到過(guò)這樣的問(wèn)題:北斗起步的時(shí)候,我們只能實(shí)現(xiàn)二維定位,連高程都測(cè)不了,而且還要主動(dòng)發(fā)射信號(hào)暴露目標(biāo)。如果當(dāng)時(shí)我們繼續(xù)使用更好用的GPS,今天會(huì)怎么樣? 那是真正的“不堪設(shè)想”。 “老王家自己養(yǎng)豬,所以他家的餐館豬肉一定比別人家的豬肉好吃?” 這到不一定,尤其是在老王自己養(yǎng)豬技術(shù)生疏的時(shí)候,自家的豬肉可能就是沒(méi)別人家的好吃。于是老王不養(yǎng)了,只買(mǎi)全村唯一養(yǎng)豬能手張三家的豬。 但有一天,張三嫉妒老王餐館生意紅火,突然不賣(mài)老王豬肉了,結(jié)果老王的餐館只好關(guān)門(mén)大吉。 這就是獨(dú)立自主的意義。 習(xí)近平主席說(shuō),關(guān)鍵核心技術(shù)是要不來(lái)、買(mǎi)不來(lái)、討不來(lái)的。 而對(duì)于真正自主研發(fā)的技術(shù)與產(chǎn)品,我們應(yīng)當(dāng)給予足夠的保護(hù)與支持,畢竟沒(méi)有人一生下來(lái)就能拳打泰森,也沒(méi)有人能夠只吃最后一個(gè)饅頭就吃飽。 如果是在小國(guó),它們的市場(chǎng)太小撐不起一個(gè)產(chǎn)業(yè)的良性循環(huán),也給不了自己的后起之秀足夠的發(fā)展空間,最終被現(xiàn)有的行業(yè)巨頭控制。而中國(guó)的市場(chǎng)之大,足夠撐起關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)的全產(chǎn)業(yè)鏈,融入“內(nèi)循環(huán)”。 這是中國(guó)堅(jiān)持獨(dú)立自主的資本和底氣。 北斗系統(tǒng)的成功,正是獨(dú)立自主道路的成功,也能夠給深陷技術(shù)封鎖領(lǐng)域的科研人員帶來(lái)足夠的信心——依靠祖國(guó),依靠努力,只要自己不投降,最終一定能打破封鎖,實(shí)現(xiàn)技術(shù)突圍。 不要在意碰壁的蒼蠅,冢中的枯骨,搖曳的殘燭,它們的結(jié)局只會(huì)是吹燈拔蠟,徒留一地?zé)艋摇?要做的,是敢于斗爭(zhēng),敢于勝利。
中共中央總書(shū)記、國(guó)家主席、中央軍委主席習(xí)近平出席儀式,宣布北斗三號(hào)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)正式開(kāi)通。| 圖片來(lái)源:李響 @新華社
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原文標(biāo)題:北斗起步時(shí)只能實(shí)現(xiàn)二維定位,如果當(dāng)時(shí)放棄了……
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