◆ 今日（6月23日）9時43分，北鬥三號最後一顆全球組網衛星在西昌衛星發射中心點火升空，衛星狀態正常，發射任務圓滿成功。北鬥三號全球衛星導航系統星座部署全面完成！
▲ 視頻直擊升空瞬間（@人民日報微博）
▲ 9時43分！點火！攝影：胡煦劼（圖片來源：中國新聞網）
▲ 攝影：胡煦劼（圖片來源：中國新聞網）
▲ 「收官之星」開始升空！（圖：央視新聞客戶端直播）
▲ 成功星箭分離
▲ 太陽翼展開
▲ 來自於三級發動機上的鏡頭：以地球為背景，送衛星遠行
中國北鬥，為你驕傲！
◆ 北鬥三號系統強在哪兒？
北鬥三號的服務區域將擴展至全球，擁有自主智慧財產權和核心技術，北鬥導航衛星單機和關鍵元器件國產化率達到100%
北鬥三號的短報文通信能力顯著提升，信息發送能力從一次120個漢字提升到一次1200個漢字，突發情況時無需字斟句酌，足以將情節一次性說清楚，還可發送圖片等信息，應用場景更為豐富
其中GEO「吉星」家族（地球靜止軌道衛星）具備無線電導航、無線電測定、星基增強、精密單點定位、功率增強、站間時間同步和定位六大本領，可為我國及周邊地區用戶提供定位導航授時、短報文通信、星基增強、星間通信與測量、站間同步、精密單點定位等多樣化服務。
◆ 數十載耕宇牧星，中國北鬥達到了什麼水平？有哪些關鍵技術？能實現什麼功能？來看 ▼
數十載耕宇牧星，北鬥全球組網部署完成
文/《瞭望》新聞周刊記者 袁元
圖/中國航天科技集團有限公司第五研究院供圖
6月23日，由中國航天科技集團有限公司第五研究院（下文簡稱「五院」）抓總研製的第55顆北鬥導航衛星成功發射，北鬥三號全球衛星導航系統星座部署全面完成。
「『嚞(音「哲」zhé)星』發射成功，標誌著北鬥衛星全球導航系統星座部署完美收官。」五院北鬥三號衛星總設計師陳忠貴說。
「嚞星」，是五院對北鬥三號第30顆衛星的暱稱。它是北鬥衛星導航系統第55顆衛星，也是北鬥三號衛星導航系統中的第三顆地球同步軌道衛星（GEO衛星)。
「GEO系列衛星數量不多，但作用關鍵，五院北鬥人稱其為『吉星』。」五院北鬥三號研製團隊的科研人員告訴記者，因在「吉星」家族中排行第三，第55顆北鬥導航衛星被叫作「嚞星」。
如今，「嚞星」攜帶著諸多「神器」，駐守在高軌天疆，肩負顯著增強北鬥三號整體技術指標的職責。隨著「嚞星」在北鬥全球組網「大棋局」的落子定盤，北鬥三號30顆組網衛星已全部到位，北鬥全球組網部署完成。
▲ 北鬥導航衛星組網圖
衛星導航系統達到國際先進水平
「高性能、高可靠的北鬥全球衛星導航系統建設，既是對北鬥區域系統的完善與升級，更是聚焦世界一流衛星導航系統的攀登與跨越。」五院北鬥三號工程副總設計師、衛星首席總設計師謝軍說，系統建成後性能與美國GPS相當，使我國衛星導航系統達到國際先進水平。
相對於北鬥二號區域系統，北鬥三號的服務區域將擴展至全球，同時，實現了下行導航信號升級與改造等關鍵技術的突破，完成了與北鬥二號下行導航信號的平穩過渡，並在此基礎上增加了新的導航信號，為用戶提供更為優質的服務。
▲ 北鬥三號衛星翱翔在太空中
據介紹，北鬥三號全球衛星導航系統由MEO衛星（地球中圓軌道衛星）、IGSO衛星（傾斜地球同步軌道衛星）和GEO衛星（地球靜止軌道衛星）三種不同軌道的衛星組成，包括24顆MEO衛星，3顆IGSO衛星和3顆GEO衛星。
作為北鬥家族中的大個子，GEO「吉星」家族駐守在36000公裡的天疆，為北鬥導航系統的技術指標提升提供增強服務。
據介紹，「吉星」家族採用的衛星平臺是五院研製的東方紅三B（導航）衛星平臺，是我國現役規模較大的衛星平臺之一。
強大的承載能力讓「吉星」家族具備無線電導航、無線電測定、星基增強、精密單點定位、功率增強、站間時間同步和定位六大本領，可為我國及周邊地區用戶提供定位導航授時、短報文通信、星基增強、星間通信與測量、站間同步、精密單點定位等多樣化服務。
「最鮮明的特色是有源定位和短報文通信，這是中國北鬥系統的創舉。」謝軍介紹，有源定位利用無線電測定技術，是北鬥的「基因」。通過兩顆GEO導航衛星聯手，不僅能回答用戶「我在哪」，還能告訴關注著用戶行蹤的相關方「你在哪」，在搜救、漁業等領域被廣泛使用，是保障民生安全的「千裡眼」。
北鬥三號的短報文通信能力也顯著提升，信息發送能力從一次120個漢字提升到一次1200個漢字，突發情況時無需字斟句酌，足以將情節一次性說清楚，還可發送圖片等信息，應用場景更為豐富。同時，北鬥三號的服務能力較北鬥二號拓展了10倍，在通信、電力、金融、測繪交通、漁業、農業、林業等領域，更多人可以享受到北鬥導航系統的普惠服務。
在大眾應用方面，從手機定位到手錶授時，從共享單車到無人駕駛；從交通導航到防災減災，從無人耕作到助力抗疫；從車聯網到物聯網，從智能港口到聰明鑽機，隨著5G商用時代的到來，北鬥正在與新一代移動通信、區塊鏈、人工智慧等新技術加速融合，北鬥應用的新模式、新業態、新經濟不斷湧現，將深刻改變著人們的生產生活方式。
今年3月份，北鬥三號第二顆GEO衛星就位後，北鬥系統新體制下有源定位功能得到驗證，拉開了無線電測定功能全面升級的序章。隨著「嚞星」的入列，北鬥三號「吉星」三兄弟在太空團聚，將在赤道上拉開更大距離，為一帶一路沿線更廣闊的區域提供服務，北鬥特色將躍升到新高度。
▲ 五院的設計師們在工作現場針對具體問題展開討論
北鬥「三步走」連戰連捷
「上世紀80年代，中國開始探索適合國情的衛星導航系統發展道路，形成了『三步走』發展戰略。」陳忠貴說，北鬥系統經歷了北鬥一號、二號、三號系統3個建設階段。
1983年，以我國「兩彈一星功勳獎章」獲得者、國家「863計劃」的主要提出者陳芳允院士為代表的專家學者提出了利用兩顆地球同步軌道衛星來測定地面和空中目標的設想。
1994年，北鬥一號系統工程啟動建設。2000年，兩顆地球靜止軌道衛星成功發射，系統建成並投入使用；2003年和2007年，完成了第3顆、第4顆地球靜止軌道衛星的發射，進一步增強了系統的性能。北鬥一號系統採用有源定位體制，為中國用戶提供定位、授時、廣域差分和短報文通信服務，使我國成為繼美俄後第三個擁有自主衛星導航系統的國家。
2004年，北鬥二號系統工程啟動建設。到2012年底，完成組網發射，成功建成國際上首個混合星座區域衛星導航系統，服務區域覆蓋亞太，北鬥系統成為國際衛星導航系統四大服務商之一。
2009年，北鬥三號系統啟動關鍵技術攻關與工程建設。2018年，北鬥三號基本系統建設完成，正式向「一帶一路」及全球提供基本導航服務，中國北鬥向全球組網的目標邁出了實質性的一步；2019年12月底，全球系統核心星座部署完成；2020年6月23日，第55顆北鬥導航衛星成功發射，北鬥三號全球衛星導航系統星座部署全面完成。
「隨著『嚞星』的成功發射和在軌穩定運行，意味著北鬥系統走出中國，走向世界。」謝軍說。
「幾十年來，北鬥系統的服務定位精度、系統穩定性、功能全面性不斷提升，成為國家重要的空間基礎設施，全面支撐國家安全和經濟社會發展的需要。」陳忠貴說，展望未來，計劃2035年以北鬥系統為核心，建設完善更加泛在、更加融合、更加智能的國家綜合定位導航授時體系。
▲ 衛星轉運到發射塔架，「吉星」隊伍與星箭合影
自主可控肩負強國重任
「北鬥是國之重器，事關國防現代化建設和國民經濟發展，自主可控至關重要。」陳忠貴說，作為重要的時間和空間信息，如果由別人提供，安全感何來？比如，當前的熱點「新基建」，將是我國建設發展下一階段的重要方向，時間基準和空間位置基準就是至關重要的基礎，北鬥導航系統是「新基建」的基建、基礎的基礎。
「關鍵核心技術是要不來、買不來、討不來的。」在北鬥研製的道路上，這一點五院北鬥人感觸尤深。
▲ 五院北鬥人精心操作
「高精度的太空燈塔如何建立起來？自己的位置誰來測？怎麼保持穩定？多顆衛星如何能安全、可靠地工作？」謝軍說，這「四連問」涉及到從衛星本體構造、導航總體技術、核心單機研製、自主創新突破4個方面，北鬥的國產化之路，步履艱辛，通過三代北鬥系統的探索與實踐，終不負時光，交出了一份閃亮答卷。
「國產化是從北鬥一號的太陽帆板做起的。」北鬥一號總設計師範本堯院士回憶說，北鬥一號系統建設時，國外對我們技術封鎖，關鍵單機和元器件被一些國家「卡脖子」，而國內的部件廠家尚未成熟，北鬥一號研製只能在摸索中起步。
「當時北鬥是第一個『吃螃蟹』的，硬著頭皮上。」範本堯說。不論是東方紅三號平臺的橫空出世，還是影響長壽命的三大關鍵部件，憑藉自力更生的創業精神，北鬥一號解決了衛星最基本的問題。供配電的太陽帆板，為衛星提供由光轉為電的部件，以及控制系統的轉動機構，這些核心產品的國產化，讓北鬥衛星的身體有了一副「中國體格」。
之後的國產化攻關更是一路披荊斬棘。
北鬥二號打破了國外的技術封鎖，攻克了以導航衛星總體技術、高精度星載原子鐘等為代表的多項關鍵技術，讓衛星導航系統「心臟」跳動出「中國心率」。
北鬥三號開啟了創新發展的新徵程。五院衛星團隊率先提出國際上首個高中軌道星間鏈路混合型新體制，形成了具有自主智慧財產權的星間鏈路網絡協議、自主定軌、時間同步等系統方案，填補了國內空白；建立了器部件國產化從研製、驗證到應用一體化體系，徹底打破了核心器部件長期依賴進口、受制於人的局面。
北鬥三號研製團隊科研人員介紹，北鬥三號系統有三大看點：
一是，新突破實現聯通無極限。由於我國北鬥系統不能像美國GPS那樣，在全球建立地面站，為了解決境外衛星的數據傳輸通道，五院北鬥三號研製團隊攻克了星座星間鏈路技術，採取星間、星地傳輸功能一體化設計，實現了衛星與衛星、衛星與地面站的鏈路互通。
也就是說，雖然「看不見」在地球另一面的北鬥衛星，但用北鬥衛星的星間鏈路同樣能與它們取得聯繫。用星間鏈路技術，不僅實現了衛星相互的通信和數據傳輸，還能相互測距，自動「保持隊形」，可以減輕地面管理維護壓力。星間鏈路技術的應用中，設計了全新的網絡協議、管理策略和路由策略，解決了不能全球布站進行衛星境外監測的難題，是北鬥全球導航系統建設的一大特色。
二是，新技術實現衛星長壽命。「北鬥是一個開放的系統，中國的北鬥也是世界的北鬥，中國發展衛星導航技術是國民經濟的重要基礎設施，也是為全人類提供時間坐標和空間坐標的基礎設施，服務的連續性和穩定性十分重要。」五院北鬥三號衛星總指揮遲軍說，就像停水停電影響城市生活一樣，衛星導航服務一旦中斷，國家和社會的正常運行會受到很大的影響。因此，對衛星導航的可靠性、連續性提出了苛刻的設計要求。
為了提高衛星在軌服務的可靠性，北鬥三號衛星採取了多項可靠性措施，使衛星的設計壽命達到12年，達到國際導航衛星的先進水平，為北鬥系統服務的連續、穩定提供了基礎保證。
三是，新「神器」讓服務「零誤差」。為了提高服務的精度，北鬥三號配置了新一代原子鐘，通過提升原子鐘指標，提升衛星性能、改善用戶體驗。原子鐘是利用原子躍遷頻率穩定的特性保證產生時間的精準性，目前國際上主要有銣原子鐘、氫原子鐘、銫原子鐘等。我國北鬥衛星採用銣原子鐘，同時還配置了性能更高的新研國產氫原子鐘。氫原子鐘雖然質量和功耗比銣原子鐘大，但穩定性和漂移率等指標更優。相對於銣原子鐘，我國起步更晚，2015年我國研製的氫原子鐘首次在軌應用驗證，為北鬥全球導航系統進行了技術探索，至今功能、性能十分穩定。星載氫原子鐘的在軌應用，對於實現北鬥導航定位「分秒不差」發揮著重要作用。
「『嚞星』在國產化方面是集大成之作，擁有了自主智慧財產權和核心技術，北鬥導航衛星單機和關鍵元器件國產化率達到100%。」謝軍說，核心技術可控是中國空間事業創新發展的關鍵。
總監製：陳良傑
監製：夏宇