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北斗 中国北斗 服务全球——写在我国完成北斗全球卫星导航系统星座部署之际

北斗 中国北斗 服务全球——写在我国完成北斗全球卫星导航系统星座部署之际
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2012年9月19日3时10分 ， 我国在西昌卫星发射中心用"长征三号乙"运载火箭 ， 采用一箭双星方式 ， 成功将第十四颗和第十五颗北斗导航卫星发射升空并送入预定转移轨道 。 新华社采访人员江宏景摄
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6月23日 ， 我国北斗三号全球卫星导航系统最后一颗组网卫星在西昌卫星发射中心点火升空 。新华社采访人员 薛晨 摄中国的北斗：体现中国智慧的中国方案
天上的七星北斗 ， 自古就为人们指引方向 。
我国开始研究利用卫星进行地面定位服务 ， 始于20世纪六七十年代 。
然而按照空间定位原理 ， 对地球上一个目标点进行定位 ， 至少需要3颗卫星；考虑到时间误差 ， 精确定位至少需要4颗卫星 。
当时的中国 ， 无论是经济实力还是技术基础 ， 对此都可望不可即 。
之后 ， 我国"863计划"倡导者之一的陈芳允院士 ， 创造性提出"双星定位"建设方案 ， 即：把地心视为一颗虚拟卫星 ， 再发射两颗地球同步卫星构成星座 ， 实现对区域内地面目标的快速定位 。
不同于美国GPS的四星定位 ， "双星定位"这一方案 ， 能以最小的星座、最少的投入、最短的周期 ， 实现我国卫星导航系统从无到有 。
1994年 ， 我国启动北斗一号工程 。 是时 ， 美国GPS已完成全球组网 。
事实上 ， 将我国自主建造的卫星导航系统命名为"北斗" ， 也饱含着近代以来中国历经劫难的清醒、走向复兴的企盼 。
北斗 中国北斗 服务全球——写在我国完成北斗全球卫星导航系统星座部署之际
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2000年10月31日凌晨 ， 中国自行研制的第一颗导航定位卫星--"北斗导航试验卫星"在西昌卫星发射中心发射升空 ， 顺利进入预定轨道 。 新华社采访人员查春明摄
2000年10月31日和12月21日 ， 在不到两个月的时间内 ， 我国相继发射两颗北斗导航试验卫星 ， 北斗一号系统建成 。
至此 ， 中国人正式拥有完全属于自己的卫星导航系统 ， 我国成为世界上第三个建成卫星导航系统的国家 。
特别是用导航卫星"发短信"的短报文服务 ， 则是国外其他任何一个卫星导航系统都不具备的中国北斗特色 。
"北斗一号系统的建成并投入使用 ， 首先解决了我们国家有没有的问题 。 "中国北斗卫星导航系统工程总设计师杨长风说 ， 兼具导航定位和短报文通信的通导融合模式 ， 是我国对世界卫星导航领域的重要贡献 ， 充分体现了中国人的智慧 。
实事求是地说 ， 与美国的GPS、俄罗斯的格洛纳斯相比 ， 北斗一号仍有不小差距 ， 但"服务全球、造福人类"是中国北斗人的初心 。
于是 ， 北斗二号系统建设提上日程 。
彼时 ， 最适合卫星导航的黄金频段被美俄全部占用 。 我国与同时希望建设卫星导航系统的欧盟 ， 推动国际电联从航空导航频段中 ， 最大限度地挤出一小段频率 ， 供卫星导航共同使用 。
这一小段频率 ， 只有黄金频段的四分之一 ， 却是建设一个全球卫星导航系统最基本的频率需求 ， 且各国均可平等申请 。
2000年4月17日 ， 北斗和伽利略系统同时成功申报 。 按照国际电联规则 ， 必须在7年有效期内成功发射导航卫星 。
2007年4月初 ， 首颗北斗二号卫星终于如期立在发射塔架上 。
各项测试进展非常顺利 ， 但在发射前的最后检测中 ， 卫星上应答机出现了小异常 。 尽管这不是个大问题 ， 发生故障的概率也不高 ， 却有影响信号正常传回的可能性 。
即便只有万分之一的故障 ， 也必须彻底归零！北斗人重新打开已矗立在塔架上的星箭组合体 ， 拆出应答机 ， 3天72小时不眠不休 ， 成功排除应答机隐患 。
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2007年4月14日4时11分 ， 我国在西昌卫星发射中心用"长征三号甲"运载火箭 ， 成功将一颗北斗导航卫星送入太空 。 新华社采访人员李刚摄
2007年4月14日4时11分 ， 这颗肩负着重要使命的卫星发射升空 ， 几天后太空传来这颗卫星的信号 ， 我国终于赶上建设全球卫星导航系统的最后一班车！
这一刻 ， 距离国际电联规定的频率申请失效最后期限不到4个小时 。
建成覆盖全球的导航定位系统 ， 至少需要24颗卫星 。 这一次 ， 北斗人再次脑洞大开 ， 开创性地设计了混合星座构型 ， 并于2012年底建成由地球同步轨道卫星、倾斜同步轨道卫星和中圆轨道卫星共14颗卫星构成的北斗二号系统 ， 实现了全天时全天候为亚太大部分地区提供定位导航授时服务 。
中国北斗 ， 服务全球 ， 必须覆盖全球 。
按照传统卫星管理手段 ， 控制使用好绕飞地球的卫星 ， 需要有遍布全球的地面站 。 在难以全球布站的情况下 ， 必须建立卫星之间的星间链路 ， 实现卫星管卫星 ， 这是世界导航领域的前沿技术 ， 也是北斗三号工程建设必须解决的难题 。


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