7月31日，北斗三號全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)正式開通，標(biāo)志著北斗“三步走”發(fā)展戰(zhàn)略圓滿完成，北斗邁進(jìn)全球服務(wù)新時代。
8月3日上午，北斗三號全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建成開通新聞發(fā)布會在國務(wù)院新聞辦公室召開。中國衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)管理辦公室主任、北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)新聞發(fā)言人冉承其，北斗系統(tǒng)工程副總設(shè)計師、北斗三號工程衛(wèi)星系統(tǒng)總設(shè)計師謝軍，北斗三號工程衛(wèi)星系統(tǒng)總設(shè)計師林寶軍，北斗三號工程運控系統(tǒng)總設(shè)計師陳金平出席本次新聞發(fā)布會，從四個方面介紹了北斗三號全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建成開通有關(guān)情況。
一、北斗三號工程建設(shè)提前半年完成
北斗三號2009年11月啟動建設(shè)，歷經(jīng)關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)、試驗衛(wèi)星工程、最簡系統(tǒng)、基本系統(tǒng)、完整系統(tǒng)五個階段，提前半年完成全球星座部署，開通全系統(tǒng)服務(wù)，實現(xiàn)了建成即開通、開通即服務(wù)。
關(guān)鍵核心技術(shù)方面，北斗三號實現(xiàn)了自主可控，400多家單位、30余萬科技人員攻克了星間鏈路、高精度原子鐘等160余項關(guān)鍵核心技術(shù)，500多種器部件突破國產(chǎn)化研制，北斗三號衛(wèi)星核心器部件國產(chǎn)化率達(dá)到100％。
另據(jù)央視網(wǎng)報道稱，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的“最強(qiáng)中國芯”的心臟是國產(chǎn)自主研發(fā)的，而這個銣原子鐘（決定著定位、測速和授時功能的精度）目前可以精度做到每三百萬年差1秒的水平，絕對是全球領(lǐng)先水平，而在這之前，進(jìn)口銣原子鐘不但性能不領(lǐng)先，而且交付時間太長，嚴(yán)重影響了發(fā)射速度。解決了這一問題之后，北斗衛(wèi)星的發(fā)射速度也開始加快。
2017年11月起，兩年半的時間高密度發(fā)射了18箭30星，建成40余個地面站，快速形成星地一體化運行能力。
二、系統(tǒng)功能強(qiáng)大性能一流
北斗三號支持導(dǎo)航定位、通信數(shù)傳兩大功能，可提供定位導(dǎo)航授時、全球短報文通信、區(qū)域短報文通信、國際搜救、星基增強(qiáng)、地基增強(qiáng)、精密單點定位共7類服務(wù)，是功能強(qiáng)大的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。
性能指標(biāo)方面，北斗三號全球范圍定位精度優(yōu)于10米、測速精度優(yōu)于0.2米/秒、授時精度優(yōu)于20納秒、服務(wù)可用性優(yōu)于99％，亞太地區(qū)性能更優(yōu)。
全球服務(wù)可用性方面，如上圖，下半部分2018年剛建成北斗基本系統(tǒng)時的情況，圖中陰影部分是系統(tǒng)不能覆蓋的區(qū)域，當(dāng)時全球服務(wù)可用性為95％，而現(xiàn)在北斗全球系統(tǒng)建成后，上半部分可以看出贏沒有陰影，全球服務(wù)可用性超過99％。
同時，全球典型區(qū)域上空北斗衛(wèi)星的星空圖，紅色圓點代表觀測到的北斗衛(wèi)星，可以看出相較兩年前，現(xiàn)在各區(qū)域上空可視衛(wèi)星數(shù)明顯增多。
此外，根據(jù)全球連續(xù)監(jiān)測評估系統(tǒng)最近一周的測算結(jié)果，北斗系統(tǒng)的全球?qū)崪y定位精度均值為2.34米，而結(jié)合地基增強(qiáng)、精密單點定位，還能提供最高厘米級定位服務(wù)。
作為北斗系統(tǒng)的傳統(tǒng)強(qiáng)項，短報文通信服務(wù)也進(jìn)行了升級拓展，區(qū)域通信能力達(dá)到每次14000比特（1000漢字），既能傳輸文字，還可傳輸語音和圖片，并支持每次560比特（40個漢字）的全球通信能力。
星基增強(qiáng)服務(wù)具備一類垂直引導(dǎo)進(jìn)近（APV-I）能力，填補(bǔ)我國星基增強(qiáng)服務(wù)空白。
國際搜救服務(wù)檢測概率優(yōu)于99％，具備返向鏈路確認(rèn)特色能力，顯著增強(qiáng)遇險人員求生信心。
在前期已發(fā)布的有關(guān)文件的基礎(chǔ)上，北斗系統(tǒng)今天還發(fā)布了定位導(dǎo)航授時（B2b）、星基增強(qiáng)（BDSBAS-B1C）、地基增強(qiáng)、精密單點定位（PPP-B2b）、國際搜救共五類服務(wù)的接口控制文件，北斗官方網(wǎng)站同步上線，而區(qū)域短報文通信、全球短報文通信兩類服務(wù)的接口控制文件將定向發(fā)布。
至此，北斗系統(tǒng)發(fā)布的接口控制文件覆蓋全部七類服務(wù)。
△北斗衛(wèi)星地面跟蹤
△全球不同區(qū)域可見北斗衛(wèi)星數(shù)量
對于北斗三號衛(wèi)星的使用壽命和可靠性問題，北斗三號工程衛(wèi)星系統(tǒng)總師林寶軍 林寶軍表示：“通常一個重大攻關(guān)需要花十年時間，我們的衛(wèi)星是10-12年壽命，壽命末期已經(jīng)是20年前的技術(shù)了，大家想想20年前的技術(shù)很難說它是先進(jìn)的。所以說如何保證長壽命、高可靠特別是不可修復(fù)的衛(wèi)星的持續(xù)先進(jìn)性，確實是難題，也是工程初期困擾我們很長時間的一個命題。通常設(shè)計一個系統(tǒng)，都是按照短板理論來做，一個木桶到底能盛多少水，短板決定了盛水的量，短板理論最經(jīng)濟(jì)。通俗地來說，只要滿足系統(tǒng)的需求和指標(biāo)就行了，不用過多考慮余量，包括指標(biāo)的余量、能力的余量，這對于長壽命、高可靠的衛(wèi)星來講并不是很合適。我們的做法是，不拘泥于當(dāng)下能夠?qū)崿F(xiàn)的指標(biāo)，而是通過系統(tǒng)的持續(xù)創(chuàng)新把長板和短板結(jié)合，持續(xù)地改進(jìn)硬件系統(tǒng)的先進(jìn)性，通過在軌賦能來解決衛(wèi)星發(fā)射上天后產(chǎn)品性能的持續(xù)改善。”
△圖為北斗三號工程衛(wèi)星系統(tǒng)總師林寶軍。（徐想 攝）
“在工程設(shè)計之初，我們打破以往新技術(shù)不超過30%的慣例，在配置上盡量進(jìn)行前瞻性的規(guī)劃，盡量采用一系列的創(chuàng)新技術(shù)。我們的新技術(shù)甚至超過70%，像當(dāng)今新技術(shù)不斷涌現(xiàn)、系統(tǒng)更新周期很快的情況下，這種做法更有利于提高系統(tǒng)的性能。在產(chǎn)品的研制過程中，通過靠譜的創(chuàng)新技術(shù)+成熟的工藝+充分的地面驗證，確保在軌成功。特別是每組衛(wèi)星投產(chǎn)前，我們最后再進(jìn)行一次狀態(tài)確認(rèn)，保證上天產(chǎn)品能成功。”
林寶軍舉例表示，工程初期為解決地面覆蓋問題，我們提出了“相控陣”這種星間鏈路方案，這是國際上從來沒有過的技術(shù)，我們用這種思路很好解決了問題。這項技術(shù)成為我們很重要的創(chuàng)新，把整個衛(wèi)星連成很大的網(wǎng)，國內(nèi)測站可以實現(xiàn)全部衛(wèi)星的測控，實現(xiàn)了一星通、星星通。衛(wèi)星發(fā)射上天以后硬件沒有辦法更改了，通過在軌賦能技術(shù)解決后面問題。就好像手機(jī)一樣，手機(jī)可以通過軟件升級來更新系統(tǒng)，我們可以下載一個新的APP，增加新的能力，我們這種能力在衛(wèi)星上叫做“軟件重構(gòu)和在軌賦能”，當(dāng)衛(wèi)星有了這種能力之后，衛(wèi)星在發(fā)射上天后就可以完成性能、能力的持續(xù)改進(jìn)。
出色的技術(shù)性能，長達(dá)12年的壽命，為北斗系統(tǒng)服務(wù)的連續(xù)、穩(wěn)定提供了基礎(chǔ)保證。
三、綜合效益顯著成果豐碩
目前，北斗系統(tǒng)已全面服務(wù)交通運輸、公共安全、救災(zāi)減災(zāi)、農(nóng)林牧漁、城市治理等行業(yè)，融入電力、金融、通信等國家核心基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。
28nm工藝的北斗芯片已經(jīng)量產(chǎn)，22nm工藝芯片即將量產(chǎn)。
大部分智能手機(jī)均支持北斗功能，支持北斗地基增強(qiáng)高精度應(yīng)用的手機(jī)已經(jīng)上市，同時構(gòu)建起了集芯片、模塊、板卡、終端、運營服務(wù)為一體的完整產(chǎn)業(yè)鏈。
10年來，我國衛(wèi)星導(dǎo)航與位置服務(wù)產(chǎn)業(yè)總體產(chǎn)值年均增長20％以上，2019年達(dá)到3450億元，2020年有望超4000億元。
對外方面，北斗已是聯(lián)合國認(rèn)可的四大全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)之一，與美國GPS、俄羅斯格洛納斯、歐盟伽利略的兼容、互操作、系統(tǒng)間合作持續(xù)深化。
北斗已相繼進(jìn)入民航、海事、搜救衛(wèi)星、移動通信等多個國際組織，多個支持北斗系統(tǒng)的國際標(biāo)準(zhǔn)已發(fā)布。
目前，北斗相關(guān)產(chǎn)品已出口120余個國家和地區(qū)，向億級以上用戶提供服務(wù)，基于北斗的國土測繪、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、數(shù)字施工、智慧港口等已在東盟、南亞、東歐、西亞、非洲成功應(yīng)用。
四、打造綜合定位導(dǎo)航授時體系
根據(jù)規(guī)劃，2035年前，我國將建成更加泛在、更加融合、更加智能的國家綜合定位導(dǎo)航授時體系，為未來智能化、無人化發(fā)展提供核心支撐，持續(xù)推進(jìn)系統(tǒng)升級換代，融合新一代通信、低軌增強(qiáng)等新興技術(shù)，大力發(fā)展量子導(dǎo)航、全源導(dǎo)航、微PNT等新質(zhì)能力，構(gòu)建覆蓋天空地海、基準(zhǔn)統(tǒng)一、高精度、高智能、高安全、高效益的時空信息服務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施。
五、下一代北斗衛(wèi)星已經(jīng)開建
今天的北斗三號全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建成開通新聞發(fā)布會上，中國衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)管理辦公室主任、北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)新聞發(fā)言人冉承其表示，北斗三號全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的正式開通，標(biāo)志著北斗“三步走”發(fā)展戰(zhàn)略圓滿完成。北斗三號建成以后，已經(jīng)著手下一代北斗建設(shè)發(fā)展。
冉承其稱：“我們要在2035年前建設(shè)一個更智能、更泛在、更融合的系統(tǒng)。簡單來講，從室內(nèi)到室外、深海到深空的立體服務(wù)覆蓋的更強(qiáng)、更安全、更可靠的系統(tǒng)。我們正在推動這個工程的論證和后續(xù)的起步建設(shè)，它一定是北斗三號后續(xù)新的亮點工程。”