中国“北斗”37年征途：从一张白纸到世界一流导航系统丨大国工程我来建

中国“北斗”37年征途：从一张白纸到世界一流导航系统丨大国工程我来建

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封面新闻记者 代睿

“北斗是一流的系统，我们有这个信心”。2020年8月，在国务院新闻办公室举行的北斗三号卫星导航系统建成开通发布会上，中国卫星导航系统管理办公室主任、北斗卫星导航系统新闻发言人冉承其这样对封面新闻记者表示。

北斗，这个从零起步的“大国工程”，正在成为中国人日常生活中的一部分。日前，工信部电子信息司副司长徐文立在新闻发布会上透露，2022年上半年，新进网手机中有128款支持北斗，出货量合计1.32亿部，占比达98.5%。

两年多以前，时任交通运输部海事局副局长徐春也曾对封面新闻记者表示，北斗卫星导航技术的应用已将我国近海50公里范围内水域的定位精度提高到厘米级。

“北斗居天之中，当昆仑之上”。

两千多年前，中国先民就在古籍《尚书纬》中留下关于北斗七星的古老记载。在漫长的历史长河中，北斗七星曾是中国人寻找方向最可靠的坐标。

两千多年之后，2020年6月23日，中国西昌卫星发射中心，长征火箭搭载着最后一颗北斗组网卫星，划破长空。一个月后，中国对世界宣布，北斗三号全球卫星导航系统正式开通。

这一天，距离中国首次提出研制“双星定位通信系统”已经过去了37年，距离北斗一号系统建设正式启动已过去26年，距离第一颗北斗卫星升空20年。

37年来，一代代中国航天人前赴后继，书写了北斗从“人有我无”到“人无我有、人有我优”的篇章。

北斗导航卫星发射升空。资料图

北斗的“诞生”：

一定要建设中国人自己的卫星导航系统

时间退回到1983年，根据国内外航天发展形势及我国国情，中国科学院学部委员、曾任我国第一颗人造地球卫星测控系统总设计师的陈芳允首次提出研制“双星定位通信系统”，即利用两颗地球静止轨道通信卫星实现区域快速导航定位的设想。

据中国空间技术研究院编写的《精神的力量——航天精神引领中华民族探索浩瀚宇宙》记载，80年代我国对于要不要立即启动耗资巨大的导航卫星工程存在顾虑。

当时，美国拥有世界上最先进的GPS导航定位系统。1991年的海湾战争中，美国GPS系统第一次以武器制导的形式大获成功，美国人甚至将海湾战争归结为“GPS的胜利”，中国与世界从这场现代战争中感受到了拥有导航卫星的重要性。

“如果没有自主可控的卫星导航系统，国家的经济、社会发展安全缺少可靠的保障”。2011年，冉承其在北斗卫星导航系统试运行新闻发布会上一语点明导航系统对国家安全的重要性。

1994年2月，《关于印发〈双星导航定位系统工程立项报告〉的通知》印发，标志着北斗一号正式上马。这一年，已经65岁的“两弹一星”元勋孙家栋被任命为工程的总设计师，李祖洪任卫星总指挥、范本尧任卫星总设计师，中国人正式踏上了北斗系统的研制之路。

我国将导航卫星的建设分为“三步走”战略：第一步仅覆盖国内区域，第二步逐渐覆盖亚太区域，第三步再覆盖全球。开拓的路总是艰辛的。摆在北斗一号研制工作面前的，就是“四无”局面：一无技术、二无经验、三无人才、四无资源。

曾任北斗一号、北斗二号卫星总指挥的李祖洪回忆，“在起步阶段，我们受过很多刺激。例如，向某国购买产品后钱都付了，对方以制裁为名不卖了，退给我们一些硬纸板。这样不讲道理的事情屡屡发生，给了我们很大的教训。”

立项6年后的2000年，北斗一号的首批两颗地球静止轨道卫星终于成功发射，北斗一号实验系统正式建成并开始投入使用。中国成为继美国、俄罗斯之后世界上第三个拥有自主卫星导航系统的国家。

科技攻关解决“卡脖子”难题

北斗“心脏”跳出“中国心率”

2004年，“北斗二号”卫星导航系统任务正式启动。相比“北斗一号”，“北斗二号”面临的难度和挑战更大，更肩负着实现卫星核心器部件国产化，彻底打破受制于人局面的使命。

原子钟是导航卫星的“心脏”。冉承其在接受媒体采访时回忆，北斗系统的时间基准都是以纳秒来计算，其中最重要的部件就是原子钟，它是提供时间的基准信号，精度能够到十的负十五次方，甚至负十六次方。这样一个高精尖的时间精度，需要核心设备的保障。按当时国家的条件，没有特别好的原子钟能装在卫星上用，在寻求合作过程中碰到了很多困难。

为打赢科研攻坚战，为了赶工期，北斗组建了中科院、航天科技、航天科工三支队伍，同时攻关，并在基础理论、材料、工程等领域同步进行推进，历时两年把国产星载原子钟成功研制出来。

在北斗导航系统总工程师杨长风看来，这标志着我国终于摆脱了核心部件被别人“卡脖子”的状况，“让卫星导航系统的心脏跳动出了中国心率”。

2007年4月14日，首颗“北斗二号”导航卫星发射升空，我国进入“北斗二号”时代。与作为试验系统的“北斗一号”不同。完成组网之后，“北斗二号”可在覆盖亚太地区定位精度能达到10米，测速精度优于0.2米/秒，授时精度优于50纳秒。

到2012年10月底，北斗二号系统共发射了16颗卫星，正式完成组网并投入运营，完成了我国卫星导航系统第二步建设任务。

“北斗应用的大幕已经拉开，中国卫星导航系统建设的第三步已经走在征程上”。同年12月，冉承其在北斗系统正式提供区域服务新闻发布会上信心十足。

2017年11月5日，我国成功以“一箭双星”的方式发射2颗北斗三号中圆轨道卫星。这是北斗三号卫星的首次发射，标志着中国北斗卫星导航系统步入全球组网时代。

之后的一年，北斗三号进入卫星高密度发射期。2018年，北斗三号共发射了18颗卫星，这年12月27日，冉承其再次来到国新办，宣布北斗三号基本系统完成建设，开始提供全球服务。

相比于北斗二号，北斗三号拥有了更高的精度、更强的原子钟、更新的技术、更优的信号。2020年7月，我国正式宣布，北斗三号全球卫星导航系统正式开通，标志着北斗“三步走”发展战略圆满完成，北斗迈进全球服务新时代。

相比于曾经强大的对手，北斗甚至具备一些其他导航系统不具备的优势。冉承其对封面新闻记者表示，北斗系统的精度，对外发布的精度是10米，实际测试过程中，通常情况下是2-3米，其中有一个频点的信号，在全世界定位精度最好可以达到1点几米。

北斗征途：

建设更加融合和智能的综合时空体系

除了人们所熟知的导航定位功能，北斗已全面服务公共安全、救灾减灾、农林牧渔、城市治理等行业，融入电力、金融、通信等国家核心基础设施建设。

冉承其在回答封面新闻记者提问时曾表示，北斗系统可以全球短报文、区域短报文、星基增强、地基增强、搜救服务、精密单点定位等，提供7种服务，“我们说1+6，后续发展一定让‘1’越来越强，‘6’的功能越来越丰富”。

基于北斗的高精度服务在抗击新冠疫情和南方水灾中发挥积极作用，正在加速进入新基建，与新一代通信、区块链、物联网、人工智能等新技术深度融合，北斗应用新模式、新业态、新经济不断涌现。

2008年的汶川地震中，首批抵达震中的救援人员就曾通过北斗系统用户终端机为地震重灾区发出了一束生命急救电波。在2020年武汉抗击新冠肺炎疫情的时期，北斗在雷神山、火神山医院建设的精准测绘上立下功劳。

2019年11月，时任交通运输部海事局副局长徐春对封面新闻记者表示，北斗卫星导航技术的应用已将我国近海50公里范围内水域的定位精度提高到厘米级。他介绍说，交通运输部海事局管理维护沿海17262座航标，建成22座差分定位系统台站、75座北斗卫星导航站点，可为船舶提供高精度定位服务。

更多北斗应用在人们的日常生活中，例如城市居民熟悉的共享单车，单车随意停放曾一度困扰城市管理者，在应用了北斗定位系统后，单车可指定某个电子停车区域，车辆只有停放到区域内才能够锁车，否则无法锁车并一直计费。

冉承其在2020年8月介绍，2010年以来的10年，我国卫星导航与位置服务产业总体产值年均增长20%以上。北斗已是联合国认可的四大全球卫星导航系统之一。与美国、俄罗斯、欧盟卫星导航系统的兼容与互操作及系统间合作持续深化。北斗相关产品已出口120余个国家和地区，向亿级以上用户提供服务，基于北斗的国土测绘、精准农业、数字施工、智慧港口等已在东盟、南亚、东欧、西亚、非洲成功应用。

“卫星导航应用仅受人类想象力的限制，没有做不到，只有想不到。”冉承其说，中国有望在2025年前建成天基低轨星座系统，届时全世界都会享受到北斗的厘米级定位服务。高精度进入手机里未来可期，如果用了高精度应用的手机，开车可以实现车道级导航。“如果叫一个出租车，可以让出租车闭着眼睛开到你的脚底下”。

近年来，越来越多的场景、领域需要用到北斗导航。2021年7月29日，国新办举行残疾人全面小康成就和“十四五” 残疾人工作主要安排发布会。国务院残工委副主任、中国残联主席张海迪在回答封面新闻记者提问时曾表示，建议采用北斗导航系统开出频道帮助盲人提供导航服务，从根本上解决盲人出行难和生活困难的问题。

张海迪说，现在北斗导航系统已经实现了全覆盖，无论在城市还是在乡村，都能获得精准即时服务。希望科学技术能够为盲人带来福祉，为他们创造更便利、更高质量的生活。

而在更远景的目标上，北斗系统还将在2035年前建设完善更加泛在、更加融合、更加智能的综合时空体系。

冉承其解释说，卫星导航有天然的脆弱性，信号弱、容易被干扰，进入室内会有一定影响。北斗导航未来要解决水下导航问题、室内导航信号弱的问题、深空的问题。所谓的综合定位导航授时体系就是以卫星导航作为核心和基础，把现在认知里的各种各样技术融合在一起，让它更安全、更高性能、更可靠。

“我们特别期待2035年这个系统的建成和到来”。冉承其对北斗的未来充满信心。

中国卫星导航系统管理办公室主任、北斗卫星导航系统新闻发言人冉承其在国务院新闻办公室发布会上。图片来源：国新办

【对话“北斗”团队和使用者】

封面新闻：请问与国外卫星导航系统相比，北斗系统精度如何？刚才发言人提到“人无我有、人有我优”，请详细介绍一下，北斗系统有哪些其他导航系统不具备的优势？

中国卫星导航系统管理办公室主任、北斗卫星导航系统新闻发言人冉承其：北斗系统的精度，现在对外发布的精度是10米，实际测试过程中，通常情况下是2-3米，其中有一个频点的信号，在全世界定位精度最好可以达到1点几米。所以说北斗是一流的系统。

刚才讲“人无我有”方面，全球短报文、区域短报文、星基增强、地基增强、搜救服务、精密单点定位等，我们提供7种服务，我们说“1+6”，后续发展一定让“1”越来越强，“6”的功能越来越丰富，这就是我们北斗的特色。

——2020年8月3日，国务院新闻办公室北斗三号全球卫星导航系统建成开通新闻发布会

封面新闻：请详细介绍一下我国水上交通安全监管和服务系统及能力建设情况。

交通运输部海事局副局长徐春：经过多年建设，我国水上交通安全监管和服务系统已成体系、成规模，并在不断地进行优化，以适应经济社会发展的需要。我们管理维护沿海17262座航标，建成22座差分定位系统台站、75座北斗卫星导航站点，可为船舶提供高精度定位服务。其中北斗卫星导航技术的应用已将我国近海50公里范围内水域的定位精度提高到厘米级。

——2019年11月22日，交通运输部“国办印发关于加强水上搜救工作的通知”专题新闻发布会

封面新闻：在残疾人无障碍出行方面，有哪些具体的推动措施？

国务院残工委副主任、中国残联主席张海迪：今天科学技术快速发展，我们要依靠科学技术的力量，推动残疾人事业高质量发展，为残疾人提供更先进的辅助器具。为此，我前段时间在全国政协会议上建议，采用北斗导航系统开出频道帮助盲人提供导航服务，从根本上解决盲人出行难和生活难的问题。现在北斗导航系统已经实现了全覆盖，无论在城市还是在乡村，都能获得精准即时服务。希望科学技术能够为盲人带来福祉，为他们创造更便利、更高质量的生活。

——2021年7月29日，国务院新闻办公室残疾人全面小康成就和“十四五” 残疾人工作主要安排发布会

记者手记

北斗七星，曾经是中国古人在漫长的历史中寻找方面的重要坐标。如今，北斗卫星导航系统以正日益成为人们生活中的一部分。

两年前，在国务院新闻办公室发布会上，中国卫星导航系统管理办公室主任、北斗卫星导航系统新闻发言人冉承其在回答我的提问时信心十足。

“北斗是一流的系统，我们有这个信心”。这绝非自大，这位全程参与了北斗卫星导航系统顶层设计、工程建设及组织管理工作的航天人的信心来自北斗团队多年的技术积累。

从国产原子钟到星间链路，中国“北斗”一步步克服研发过程中的种种难题，从“双星定位通信系统”构想到“北斗一号”实验系统到建成“北斗三号”全球卫星导航系统，中国航天人用37年的时间创造了奇迹。

如今，北斗已是世界公认的四大全球卫星导航系统之一。在记者近年来的采访中，曾有多位受访者主动提及北斗系统在各自领域的应用。时任交通运输部海事局副局长徐春在2019年就曾对封面新闻记者表示，北斗卫星导航技术的应用已将我国近海50公里范围内水域的定位精度提高到厘米级。

中国残联主席张海迪更是主动向北斗抛出“橄榄枝”，她在2021年国新办的一场新闻发布会上对封面新闻记者表示，建议采用北斗导航系统开出频道帮助盲人提供导航服务，从根本上解决盲人出行难和生活难的问题。

未来的北斗，“仅受人类想象力的限制，没有做不到，只有想不到”。北斗系统目标在2035年前建设完善更加泛在、更加融合、更加智能的综合时空体系。

冉承其说，他特别期待2035年这个系统的建成和到来。我相信，这也是所有中国人的期待。

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