“中国北斗耀太空——三代北斗导航卫星的研制之路”

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6月23日，中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上升空。 青岛新闻网社发(胡敕摄)

河南省邓州市小杨营镇安众村有一台搭载北斗导航系统的拖拉机在无人驾驶的状态下播种。 记者冯大鹏摄影

使用北斗航空遥测遥测遥测装置的大型匝道船投入珠江口担担水道。 记者田建川摄影

年6月23日，中国航天科技集团有限企业五院发射了总开发的第55颗北斗导航卫星，北斗三号全球卫星导航系统星座配置全面完成。

中国宇航员在20世纪80年代开始探索适合国情的卫星导航系统快速发展的道路，形成了三步走的快速发展战术。 回顾我国北斗自主创新快速发展的历史，作为北斗导航开发的国家队，航天科技集团五院的研发队伍汇聚各方力量，同舟共济、携手奋斗，走出了独特的探索道路。

北斗第一次吃螃蟹

北斗工程诞生前，我国在卫星导航行业探索，在理论探索和研发实践方面开展了卓有成效的工作。 作为先锋，20世纪60年代末设立的灯塔计划最终因技术方向转换、财力有限等原因结束，但如夜灯，以十余年的设计、研发为五台院积累了宝贵的工程经验。

艰难的选择。 1983年，以陈芳允院士为代表的专家学者提出了利用两颗地球同步轨道卫星测量地面和空中的目标的构想，通过大量的理论和技术上的研究事业，双星定位系统的概念逐渐明确。 下一条北斗之路，是一步跨越全球网络，还是一步一步走？ 当时引起了不少争论。 最终，前一个地区、后一个世界的想法明朗了，拓宽了三步的北斗之路。

先处理有无。 1993年初，五院提出了卫星总体方案，初步明确了卫星技术状态和总体技术指标。 1994年，北斗一号系统工程立项，5院组成卫星研发团队，全面展开研发。 但是当时国外封锁了我们的技术，国内零部件制造商还不成熟，北斗一号的研发只在摸索中开始。

据航天科技集团五院北斗一号总设计师范本尧院士介绍，国产化起源于北斗一号太阳能板，当时许多卫星不敢乘坐。 北斗吃着螃蟹，硬着头皮。

之后的国产化难关更加严峻，无论是东方红三号平台旁空还是影响长寿命的关键零部件，凭借自力更生的创业精神，以李祖洪总指挥、范本尧总设计师等为代表的老一辈北斗人相继攻克，终于到了2003年。 其间积累的建设和应用实践经验、教训，以及迅速成长的北斗研发队伍，为后续工程建设奠定了坚实的基础。

汗水和泪水交织完成北斗二号卫星部署

1999年，五院全力开发北斗一号卫星，展开第二代卫星定位系统论证。 2004年，北斗二号卫星工程正式研制。 为了实现快速形成区域导航服务能力的国家战术，以谢军、杨慧等为代表的北斗人设计了国际首款以geo/igso卫星为主，融合主动和被动导航多功能服务的卫星方案，实现了导航卫星整体技术、 克服了以高精度星载原子钟等为代表的许多关键技术，打破了国外的技术封锁，建设了国际上第一个混合星座区域卫星导航系统。 年12月，该系统开始服务，服务区域覆盖亚太。

说起北斗二号8年来激情燃烧的研发岁月，许多北斗人记忆犹新。 2007年是北斗二号卫星研制的关键时刻。 根据国际电车规则，频率资源是有时限的，过期无效。

时间不等人！ 争分夺秒地完成了前期所有的研发，为了节约时间，所有的参加者进入发射场后，又花了三天的时间精力工作，搬运设备，扛着机柜，布线。 瞬间喘不过气来，之后是200小时不间断的电源接通测试。

这次，院士、型号老总和技术人员一起排班，共同经历了危险的情况和各种考验。 许多队员水土不服，腹泻发烧，谢军总设计师昏厥三次，但大家都带病在单位

2007年4月16日，发射成功两天后，北京从飞行试星得到了清晰的信号。 此时，距离空之间的频率失效只有不到4个小时。 这次壮举，比较有效地保护了我国卫星导航系统的频率资源，对推进北斗区域导航系统的建设秩序起到了重要的作用。

在与空之间频率申报期的赛跑、克服技术难关、3年14星连战连胜汗水与泪水的交错中，研发团队圆满完成了北斗二号卫星的部署，于年12月27日，北斗卫星导航系统正式提供区域服务，北斗卫星导航系统为国际卫星导航系统提供了便利。

用太空来刷新中国的速度

2000年我国第一代导航卫星试验系统研制成功，年建成国际首个混合星座区域卫星导航系统，北斗导航三步战术顺利完成前两步，蹄病稳定。

在北斗二号正式提供区域导航定位服务之前，北斗三号全球导航系统论证验证工作已经开始，确定了研发要求，明确了建设独立自主、开放兼容、技术先进、稳定可靠的全球卫星导航系统的快速发展目标，从此北斗开始了创新快速发展的新途径。

建设高性能可靠的北斗全球卫星导航系统是我国科技行业长时间快速发展规划的16个重大专项之一，系统建设是北斗区域系统的完整性和升级，聚焦于世界一流卫星导航系统的攀登和跨越 系统建成后的性能相当于gps，使我国的卫星导航系统达到国际先进水平。

对北斗二号区域系统，北斗三号服务区域扩展到全球，并实现了下行导航信号升级与改造等重要技术方面的突破，实现了与北斗二号下行导航信号的平稳过渡，并在此基础上增加了新的导航信号，为

站在前两代人的肩膀上，北斗的第三步非常自信。 科技集团五院的研发队伍在谢军、迟军、王平、陈忠贵等专家的指导下，汇聚了各方力量，以现场为战场，以难关为战斗，英勇奋战，克服了北斗系统的各种难关。

新突破没有连通的界限。 由于我国北斗系统不能像美国gps那样在世界上建设地面站，为了处理国外卫星的数据传输线路，航天科技集团五院北斗三号研究小组克服了星座间链路技术，采用了星际、星地传输功能一体化设计，实现了卫星、卫星和地面站的链路 也就是说，虽然看不到地球另一侧的北斗卫星，但可以通过卫星的星际链路与它们取得联系。 星际链路技术不仅可以连接太空兄弟之间的手，互通心意，实现彼此的通信和数据传输，还可以相互测距，自动维持队形，减轻地面管理的维护压力。 在星际链路技术的应用中，设计了新的互联网协议、管理策略和路由策略，处理了全球布局无法进行卫星国外监控的难题，是北斗全球导航系统建设的一大特色。

新技术实现卫星的长寿命化。 北斗是一个开放的系统，中国北斗、世界北斗和中国快速卫星导航技术的发展是国民经济的重要基础设施，也是为全人类提供时间坐标和空间坐标的基础设施，服务的连续性和稳定性非常重要，太空科技 他介绍说，就像停水会影响城市生活一样，如果卫星导航服务中断，国家和社会的正常运行将会非常顺利。 为了提高卫星在轨道服务中的可靠性，北斗三号卫星采取了许多可靠性措施，使卫星的设计寿命达到了12年，达到了国际导航卫星的先进水平，为北斗系统服务的连续、稳定提供了基础保证。

新神器使服务零误差。 为了提高服务精度，北斗三号部署了新一代原子钟，通过提高原子钟的指标来提高卫星的性能，改善顾客体验。 原子钟利用原子跃迁频率稳定的特点保证了产生时间的准确性，目前国际上主要有铷原子钟、氢原子钟、铯原子钟等。 我国北斗卫星采用铷原子钟，还配置了性能更高的新研国产氢原子钟。 氢原子钟比铷原子钟质量和功耗大，但稳定性和漂移率等指标更好。 相对于铷原子钟，中国起步更晚，年中国研制的氢原子钟首次在轨道上应用验证，对北斗全球导航系统进行了技术探索，迄今功能、性能非常稳定。 星氢原子钟在轨道上的应用，对于实现北斗导航的定位分秒不差发挥着重要的意义。

2009年12月，北斗三号的研发团队开始加速冲刺，每年成功发射1年19颗星，以太空再次刷新中国的速度，不仅提出了国际上第一个高中轨道星际链路混合型新体制，还提出了拥有自主知识产权的星际链路互联网项目。 而仪器零部件国产化建立了从研发、验证到应用的一体化体系，核心仪器零部件长期依赖进口，彻底打破了人的局面今天的北斗，取得了史诗级的进步和成果，取得了三步的战术路径，从梦想中获得了梦想。

未来，到2035年将建设以北斗系统为核心，完整、更普遍、更融合、更智能的国家综合定位导航授时系统。 (胡喆庞德)