近日，由航天科技集團(tuán)五院研制的北斗三號“收官之星”成功定點(diǎn)于距離地球三萬六千公里的地球靜止軌道。衛(wèi)星有效載荷開通，衛(wèi)星在軌工作正常。北斗三號全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)星座部署全面完成。
央視《開講啦》欄目邀請到航天科技集團(tuán)五院北斗三號工程副總設(shè)計(jì)師、衛(wèi)星首席總設(shè)計(jì)師——謝軍，在《開講啦》史上最大講臺——西昌衛(wèi)星發(fā)射中心講述 “收官之星”背后的故事。
北斗：堅(jiān)定不移走自主創(chuàng)新、自主可控發(fā)展道路
北斗系統(tǒng)是我們國家獨(dú)立自主，獨(dú)立運(yùn)行的一個(gè)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。它對國家安全，國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活具有非常重要的意義。為什么GPS在世界上應(yīng)用面非常廣，中國人還要設(shè)計(jì)研制又花錢、技術(shù)又復(fù)雜的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)呢？謝軍總師解釋道，在1993年，我們國家的商船“銀河號”在公海航行的過程中，GPS信號無故被中斷，導(dǎo)致擱淺了三周左右。所以作為中國來講，我們是一個(gè)航天大國，在發(fā)展航天項(xiàng)目的同時(shí)，必須要有自己安全獨(dú)立的時(shí)頻基準(zhǔn)系統(tǒng)，一定要把非常重要的空間基礎(chǔ)設(shè)施——衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)搞上去。
▲北斗組網(wǎng)模擬圖
世界上主要的航天國家都在規(guī)劃和建設(shè)自己的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。不光美國有GPS，俄羅斯有格洛納斯，歐洲也在建立他們的伽利略系統(tǒng)，日本和印度也分別有這樣的規(guī)劃和行動(dòng)。謝軍總師指出，關(guān)鍵產(chǎn)品、關(guān)鍵技術(shù)，如果不掌握在自己手里，特別像北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)這樣一個(gè)非常重要的國家基礎(chǔ)設(shè)施，將像沙漠里頭的高樓大廈，沒有基礎(chǔ)是不牢靠的。五十五顆北斗衛(wèi)星環(huán)繞瓊宇，是名副其實(shí)的“巨星天團(tuán)”，這背后是北斗人二十六年來對百分之百國產(chǎn)化的堅(jiān)持。
北斗人：把嚴(yán)慎細(xì)實(shí)落在每個(gè)環(huán)節(jié)工作中
衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是一個(gè)高精度的太空時(shí)間和空間的太空燈塔，那么高精度就體現(xiàn)在它自身的參數(shù)上，一定是穩(wěn)定的、準(zhǔn)確的。北斗人在一批產(chǎn)品的驗(yàn)收過程中，發(fā)現(xiàn)一個(gè)細(xì)微的螺流參數(shù)存在疑點(diǎn)，本著質(zhì)量第一、不留隱患的原則，拒收了這批產(chǎn)品，又經(jīng)過兩個(gè)多月、多重的回合，將這個(gè)參數(shù)調(diào)整好，并專門安排了可靠性專項(xiàng)的試驗(yàn)，證明改正后的產(chǎn)品是可以滿足在軌工作要求的，才最終在星上應(yīng)用。
▲北斗GEO衛(wèi)星模擬圖
北斗人在測試過程中觀察到比瞬間還短的一納秒的數(shù)據(jù)跳動(dòng)，追根溯源不放過任何風(fēng)險(xiǎn)隱患。一納秒是什么概念？一納秒是十的負(fù)九次方秒，比瞬間還短。假如一個(gè)時(shí)鐘每天變化一納秒的話，三百萬年之后，時(shí)鐘會(huì)累積變化一秒。謝軍總師說，高精度的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是無法容忍一納秒的偏差，它會(huì)導(dǎo)致衛(wèi)星基準(zhǔn)零點(diǎn)三米的偏差，到地面就會(huì)變成二十米、三十米的偏差，這樣精密的導(dǎo)航定位授時(shí)服務(wù)就無從談起了。
堅(jiān)持這樣精益求精的極致追求，北斗人確保了五十五顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星全部成功發(fā)射，在軌穩(wěn)定運(yùn)行，更是將原來大眾用戶十米的定位精度提升到優(yōu)于五米，而厘米級的精確測量也根本不成問題。
北斗系統(tǒng)：在服務(wù)能力上有巨大優(yōu)勢
中國的北斗，相對于國外的幾個(gè)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，還是有許多獨(dú)特之處的。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)上，北斗實(shí)際上采用的空間星座，跟美國GPS和其他幾個(gè)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)不一樣。美國的GPS只有兩萬多公里的中圓軌道的MEO衛(wèi)星，我們中國的北斗同時(shí)還有在三萬六千公里高度，GEO衛(wèi)星和IGSO衛(wèi)星，相對于地球的固定關(guān)系和相對的區(qū)域關(guān)系，它在形成區(qū)域的服務(wù)能力上有巨大的優(yōu)勢。一般的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)它只提供導(dǎo)航定位和授時(shí)的服務(wù)，中國的北斗衛(wèi)星有了更多的功能，如短報(bào)文、通信位置報(bào)告、星基增強(qiáng)等等。
▲北斗全面助力火神山、雷神山醫(yī)院建設(shè)
短報(bào)文功能在汶川救援中發(fā)揮巨大作用，星基增強(qiáng)和精密單點(diǎn)定位服務(wù)讓未來無人駕駛和智慧城市建設(shè)成為可能。而今年，珠峰高程測量，火神山、雷神山醫(yī)院的建設(shè)，北斗系統(tǒng)都發(fā)揮了巨大的作用。謝軍總師說，北斗系統(tǒng)在各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，但是離天上好用，地上用好，實(shí)際上還有很多工作要做。
航天事業(yè)：既嚴(yán)謹(jǐn)又浪漫
“每一個(gè)國家在航天探索過程中都會(huì)遇到一些問題，您如何看待航天發(fā)展過程中的失利？”這是來自西昌衛(wèi)星發(fā)射中心的一位青年分系統(tǒng)指揮員的提問。謝總認(rèn)為，航天事業(yè)的每一次發(fā)射，每一次試驗(yàn)都是高風(fēng)險(xiǎn)的，今天成功了，稍微再有一些變化，它可能失敗，成功是差一點(diǎn)失敗，失敗是差一點(diǎn)成功。在發(fā)射前，對衛(wèi)星、火箭的所有數(shù)據(jù)，所有狀態(tài)，都要認(rèn)真地檢查，才能做到發(fā)射成功，衛(wèi)星在軌工作的萬無一失。
一位青年代表提問，航天人是因?yàn)榻?jīng)常仰望星空的原因，所以都浪漫得不行嗎？航天器的名字都跟神話有關(guān)，在謝總看來，這是人們要走向太空，實(shí)現(xiàn)自己夢想的一種寄托。我們要探月，月亮上就有嫦娥、玉兔，所以我們的探月工程叫“嫦娥”；要造為人類導(dǎo)航定位服務(wù)的、告訴人們時(shí)間的導(dǎo)航系統(tǒng)，跟天上的北斗星座聯(lián)系起來，就起名為“北斗”……每一個(gè)名字都是隔著漫漫的歲月而來，有著只手摘星辰的豪情。把這些國之重器發(fā)射到太空，讓它們在太空中遨游，讓古代人寄托在神話的夢想變成了現(xiàn)實(shí)，還有比這更浪漫的事情嗎？
