為什麼要拼命研發北鬥?中國被逼急了!北鬥,關乎國家興亡

2020-08-27 健腦運動育兒

來源:微博王義梔

全文約3300字,非常值得一看

今天,北鬥三號全球衛星導航系統建成並正式開通。經過幾代人的不懈努力,北鬥系統用20多年時間走過了國外衛星導航系統40年的發展道理。

中國北鬥是個什麼星?它是「浪漫自星」,自古以來,北鬥七星就為人們指引方向;它是「創新之星」,有源定位和短報文通信是中國北鬥的創舉;它是「中國之星」,這是我們中國人自己的導航衛星。



心有定數,便不再迷路

1983年,大韓航空007號航班,從紐約起飛後,離奇迷航至蘇聯上空。 天色昏暗,蘇軍射擊警告,客機並未察覺,在即將飛離蘇聯領空時,被飛彈擊落。

消息傳出,舉世震驚,冷戰陰雲正濃,美蘇強壓怒火,等待黑匣子調查結果。 結果顯示,客機闖入領空是因地磁導航故障。同年,美國總統裡根決定將建設中的GPS系統,開放全球民用。 普通民眾第一次可清晰知道,自己身在星球何處。

兩年後,中方負責人卜慶君參加美國GPS研討會,歸國後卻另有憂慮。 研討會上,美方明言,特殊情況下將採取三重措施:降低精度、關閉區域甚至更換通信編碼。

因不可受制於人,卜慶君拜訪中科院院士陳芳允,商討中國的衛星定位系統。 陳芳允畢業於清華,抗戰時執教西南聯大,留洋時設計過世界第一部海用雷達,歸國後研發過第一顆衛星,七十年代曾提出衛星定位「燈塔」計劃,但無奈擱淺。

美國GPS定位用四星測距,為節約,陳芳允設計出「兩星定位」方案,然而受限於八十年代國力,計劃再度塵封。老人無奈寫詩,「人生路必曲,仍須立我志」。



衛星定位再成焦點,已是九十年代初。

1990年夏天,美國GPS系統第8顆衛星發射當日,海灣戰爭打響。 多國部隊穿越茫茫沙海,伊軍茫然無措,伊拉克戰俘稱,「我們從來不敢進沙漠,在那會把自己丟掉」。 因為天空上的星辰凝視,海灣戰爭中,伊軍傷亡超10萬,而美軍陣亡僅146人。精確制導的飛彈,可以準確鑽入前一枚炸出的缺口。 尚未成熟的定位系統,主宰了戰爭,也搖動著世界的天平。



中國貨輪銀河號事件,中方啟動北鬥一號系統建設

1993年,中國貨輪銀河號,遭美方質疑運有違禁化學品。美方關閉了所在海域GPS信號,貨輪無奈在印度洋上漂流了33天。

第二年,中國啟動北鬥一號系統建設。 九年前的「兩星定位」,成為北鬥一號主方案。最開始沒衛星,項目組從其他兩個衛星計劃中,騰挪出兩顆備用衛星。

1995年,卜慶軍去哈工大招人,博士生應聘時都問了兩個問題:待遇多少?能解決住房嗎? 當時,廣州一企業正在校招,月薪五千,提供住房。最終,卜慶君連一名博士生都沒招到,只有四、五名本科生願意前往北京。 幾經周折後,團隊終有雛形。

科學家們為北鬥設計了兩個新功能,一個是讓迷途中人可以發120字短訊求助,一個是讓用戶5秒之內獲得導航反饋。

2000年10月,北鬥首星發射,一個多月後,第二顆北鬥衛星也被送入太空,中國成為美俄後,第三個建成衛星導航的國家。

2002年,歐盟發起「伽利略」衛星計劃,彼時,中方遇技術瓶頸,歐盟缺研發基金,雙方決定聯手開發。 然而,蜜月苦短,2006年,中國突然被排除在項目之外,決議不讓表態,資料不讓瀏覽,技術不被告知,歐洲媒體稱「中國人感到被嚴重利用甚至是羞辱了」。



中國開始獨立研發北鬥

此時星空之上,衛星導航黃金頻段已被美俄佔去,只餘一小段頻率資源,國際電聯約定:衛星先到者先得,且過期作廢。 過期期限設在2007年4月17日。

2007年4月11日,北鬥二號首顆衛星,隨火箭進入發射架。然而發射前忽出故障,團隊緊急搶修3天3夜。 4月14日凌晨4時11分,火箭終於升空,衛星開始變軌調整。 4月16日晚8時,衛星信號從兩萬公裡外的太空傳回,此時距頻率失效僅剩4小時。 現場一片歡騰,那些常年沉默的人,放聲哭笑。

人群中沒有陳芳允,老人早在2000年北鬥一號首星發射前數月,因病辭世。 晚年,他一直住在黃寺大街大院宿舍內,家中只有簡樸家具和一臺不大電視,見客所言,皆是衛星,有時談至深夜,水泥小樓外滿天星辰。 他年輕歲月,在西南聯大執教時,那一代人,都愛唱那首《畢業歌》:

巨浪,巨浪,不斷地增長!

快拿出力量,

擔負起天下的興亡!



北鬥遭遇重重考驗

  • 第一重考驗:原子鐘

與歐盟轉為競爭對手後,北鬥遭遇的第一重考驗,就是原子鐘。 衛星在太空定位,主要用時間計算空間,衛星裡的原子鐘,決定著測距精度。

此前,瑞士一家公司承諾出口原子鐘,但被要求必須比伽利略所用的,低一個數量級精度。 北鬥轉為獨立研發後,瑞士公司忽然終止合作,原子鐘只能自造。 北鬥團隊中那群沉默的科學家,開始了無數日與夜。 最終,中國自研原子鐘成功,300萬年僅誤差1秒,部分指標已超越GPS和伽利略系統。

  • 第二重考驗:建設海外地面站

北鬥遭遇的第二重考驗,是建設海外地面站。

因地緣政治,中國很難仿效美國GPS,在全球建立地面站。

北鬥團隊為此發明了星間鏈路,讓衛星互聯,只要有一顆衛星在中國領空,所有衛星便能通過它,聯繫到國內地面站。 星間鏈路一個關鍵技術方案,提出者康成斌,當年只有29歲。 北鬥科學家將這項技術形容為「讓宇宙中的兩顆塵埃私聊」。



無窮的挑戰貫穿漫長的歲月,而作為人造星辰,北鬥還需應對蒼穹一怒。

北鬥系統中,每一顆衛星都有既定位置,也因此有指定發射窗口。有時遭遇雷雨,亦要冒險發射。

2011年7月,北鬥第9顆衛星發射,發射前半小時,西昌電閃雷鳴,時間在驚雷中流逝。 發射窗口關閉前5分鐘,雷電短暫間歇,火箭趁機升空,升空數十秒後,雷擊再現。

比驚雷更難捱的還有時間的風浪。北鬥一支合作團隊,曾連續十年,出海搜集數據。風浪無止無歇,大洋無邊無界。 漫長的時間,總能識別人心。

2007年,北鬥二號衛星發射後,從清華前往斯坦福留學的博士生高杏欣,破解了北鬥衛星上的民碼編碼。 2009年,有論壇發布消息稱「清華女生破解北鬥送給美國」,一時輿論譁然。

幾年後,流言不歇,北鬥團隊中的80後女生,年輕的博導徐穎,參加一科普演講時,談起此事。 她說,實際上清華女生只破譯了沒有加密的民碼信號,並無難度,而且2012年中國已公開了民碼格式。 而除了民碼之外,北鬥還有軍碼,徐穎說: 如果想破解軍碼系統,我們建議更簡單的方式。那就是造時空穿越機,穿越回北鬥軍碼設計的時候,在旁邊偷聽好了。

演講視頻當年播放量超兩千萬,徐穎被網友稱為北鬥女神。 她渾不在意,她說她只是北鬥普通一員,茶杯裡泡著枸杞,壓力大也會買買買,偶爾也有中年危機。 她和他們,只是心有定數,便不再迷路。



北鬥發揮作用

2008年,汶川地震,震中映秀一度音信斷絕。 地震20餘小時後,第一支部隊突破死亡線,進入映秀,藉助北鬥,發出百字短訊,這是震中傳出的第一條消息。 此後,指揮部緊急調配了1000多臺北鬥終端,救援部隊藉此發送了74萬條短訊,字字千金。 這是北鬥首次登上公眾舞臺,此後數年,北鬥巡視山河,悄然改變著我們的生活。

在上海,它記錄所有公交車軌跡,提供實時到站預報;在伊犁,它精確引導拖拉機,每千米播種作業偏差不超2.5釐米。 在青海,它守護著藏羚羊遷徙路線,看著藏羚羊穿越長夜昏曉,穿越無人之地。 在東南沿海,當地漁民已有歌謠:出海一拜媽祖,二拜北鬥。 漁民們放棄了傳統的GPS,大海上只知經緯意義不大,而用北鬥,遭遇危險時,可互相預警。 這只是開始,最近數月,北鬥定位標繪了武漢火神山,遙感重測了珠穆朗瑪峰,並幫監管部門找回了屢屢消失的獐子島扇貝。 徐穎說,北鬥如水、電、公路一樣,是國家基礎,「北鬥應用只受想像力的限制」。

巡天的北鬥已完成了最初的夢。 它已有7億終端,成為130個國家默認導航系統。在泰國,超2000萬輛摩託車管理,依靠北鬥定位。

今年6月23日,北鬥系統最後一顆組網衛星發射,最後這顆衛星被暱稱「吉星」。 至此,中國耗時26年,投入超120億美元,總計將59顆人造衛星送入蒼穹。



蒼穹之下,那群造星星的人,參與人數超30萬,目前隊伍以80後,90後為主,平均年齡31歲。 他們沉默少言,穿越了三個時代,世事百幻,心志如一。 北鬥發射完成後,媒體採訪團隊工程師,他冷靜陳述,但說著說著,無聲流淚: 有些事情,總要有人做,就是沉默地做,哪怕看不到盡頭,也要堅持做下去。

這個時代,變化的故事已經太多,但令人尊敬的,終究是不變的故事。 …… 無數個仲夏夜,一代代幼童仰望星空,第一次分辨銀河,第一次看到北鬥。 星星的故事詭秘神奇,唯有北鬥,關乎的是實用的生存。 他們的人生前路,迷宮連環無盡,而走出迷宮,終須不變的方向。[/cp]

相關焦點

  • 為什麼要研發北鬥?27年前,中國被逼急了
    首射繼美俄後中國成為世界上第三個建立衛星導航系統的國家2002年為了不過度依賴GPS歐盟發起「伽利略」衛星計劃此時中方北鬥二號遇技術瓶頸歐盟缺研發基金雙方決定聯手開發 可中國決定單幹後臨時又不賣了科學家們只好吭哧吭哧走上了原子鐘自主研發道路 幸好僅花兩年時間中國原子鐘面世300萬僅誤差1秒領先世界
  • 首都科學講堂第652期《大國重器:中國為什麼一定要研發北鬥》
    2020年7月11日,受新冠肺炎疫情影響,首都科學講堂線上開講,本次首都科學講堂邀請了中國科學院空天信息創新研究院研究員、北鬥導航系統科學家徐穎,為大家帶來主題為《大國重器:中國為什麼一定要研發北鬥》的精彩講座。
  • 中國為什麼要自建北鬥系統?
    2020年6月23日,中國成功發射北鬥三號最後一顆全球組網衛星,這意味著歷經26年後,中國終於擁有了自己的全球衛星定位系統。目前,能夠提供全球衛星定位服務的只有四家:美國GPS、俄羅斯格洛納斯(Glonass)、歐洲伽利略(Galileo)以及中國北鬥。
  • 全球國家選擇北鬥,對美威脅更大的北鬥,為何沒有遭遇華為困局?
    現在,幾乎全球民眾都知道中國出現了一個比美國GPS更厲害的全球導航衛星,那麼北鬥衛星比美國到底先進在哪裡?美國對華為的制裁不斷升級,為何卻對威脅更大的北鬥無動於衷呢?目前,北鬥衛星已經和全世界兩百多個國家和地區達成了廣泛合作,使用北鬥衛星的用戶已經突破一億。最值得我們驕傲的是,全球已經有超過一半的國家放棄美國的GPS,轉而投入北鬥的懷抱。為什麼現在已經有這麼多國家放棄GPS而選擇北鬥了呢?這裡面有兩方面的原因。一個方面自然是因為我們的北鬥要比美國GPS更先進。
  • 這個北鬥導航系統,很中國!
    昨天,2020年7月31日,上午10時30分,北鬥三號全球衛星導航系統建成暨開通儀式在人民大會堂舉行,中共中央總書記、國家主席、中央軍委主席習近平宣布北鬥三號全球衛星導航系統正式開通!北鬥,真正的大國重器!每個中國人的驕傲!
  • 中國為什麼要建立北鬥衛星導航系統?這兩件事是直接原因
    中國為什麼要建立北鬥衛星導航系統?  目前,美國、俄羅斯、中國、歐盟都建立了自己的衛星導航系統。1994年,中國在財政十分拮据的情況下,為什麼要建立自己的衛星導航系統?  其直接原因,可以用兩件事說明:第一,海灣戰爭引發新軍事革命。
  • 中國的北鬥,世界的北鬥
    而在軍用領域美國GPS也是獨樹一幟,率先組網成功,全面投入運營,很多國家的飛彈都採用了GPS制導系統。和平時期還好,但是到了戰爭時期沒有自己的「眼睛」那是相當危險的。在第十屆中國衛星導航年會上,中國衛星導航系統管理辦公室主任冉承其表示:國產北鬥晶片、模塊等關鍵技術全面突破,性能指標與國際同類產品相當,並已形成一定價格優勢,國產北鬥導航型晶片模塊累計銷量已突破8000萬片。其中28nm工藝射頻基帶一體化SoC晶片,已廣泛應用在物聯網和消費電子領域。最新的22nm工藝雙頻定位北鬥晶片已具備市場化應用條件。
  • 我們為什麼要堅持研發北鬥安全監測技術?自然的教訓,太過凝重
    在研發北鬥安全監測的路上,遇到的第一道坎就是對算法精度的提高。「不達毫米級不罷休。」技術負責人做出指示,經過諸多日夜的奮鬥,現在聯智科技的北鬥監測精度達到了水平方向2mm+1ppm,垂直方向4mm+1ppm,真正做到毫釐可辨。研發路上,遭遇的第二道坎,就是對北鬥接收機野外續航時限的延展,以及成本的挑戰,讓北鬥安全監測技術和產品不再是「望價生畏」的產品,讓新技術走向普通民眾。
  • 人民網評:北鬥終極意義
    如今,以北鬥命名的中國自主研發導航系統,正在以硬核科技的實力把「光芒」灑向中國大地、饋贈世界人民。由55顆衛星構成的北鬥導航系統,作為目前全球衛星數量最多、定位精度最高、定位速度最快的導航系統,肩負著新期待、新使命。有人會問,發射北鬥衛星與我何幹?其實,北鬥衛星發射升空,讓北鬥導航系統成為一個完整衛星網絡,關乎每個人。
  • 中國北鬥系統已為世界一半多國家提供服務,為何要大力發展北鬥?
    今年的兩會,咱們的北鬥工程總設計師楊長風介紹到,咱們現在使用的在中國入網的智慧型手機,有7成以上提供了北鬥服務。  那我們為什麼要急於發展或者說堅定信念要發展咱們自己的衛星導航系統呢?  就算GPS再怎麼好,但那畢竟是美國的技術呀。
  • 為何中國北鬥要收費,GPS卻全球免費使用?答案讓人心服口服
    而美國就是在此領域發現了商機,率先拿下了這個市場,成功研發出了全球定位系統GPS,這些年在世界上一直都是一枝獨秀,可以說現如今世界各國都在使用美國的GPS。今年中國北鬥更是完成了全球組網,也就說現如今的北鬥也有能力服務世界了
  • 中國的未來會成為什麼樣子?青年強則國家強 這堂課的主角是北鬥...
    近日,杭州師範大學理學院副教授、「師大青博」講師團成員胡潭高,結合十九屆五中全會精神,以「中國為什麼一定要建設北鬥衛星導航系統」為題,給160餘名師生講了一節生動的「思政課」。 課堂實錄30多萬人參與自主研發神器夜幕垂簾,華燈初上,杭師大恕道報告廳座無虛席。
  • 中國的北鬥系統這麼強悍,iphone為什麼不支持北鬥定位
    中國北鬥衛星導航系統(BDS)是中國自行研製的全球衛星導航系統,也是繼GPS、GLONASS之後的第三個成熟的衛星導航系統。作為中國自主研發的導航系統,北鬥導航到底強不強?【iphone不支持北鬥定位】iphone作為全球知名的手機通信設備公司,竟然不支持中國的北鬥系統,難道是要放棄中國的用戶嗎?
  • 四位參與北鬥建設的「老總」:讓北鬥成為閃亮的「國家名片」
    今天,北鬥三號全球衛星導航系統正式開通。歷經30多年的奮鬥,中國北鬥走向世界!上午的開通儀式結束後,中國航天科技集團五院四位深度參與北鬥工程建設的「老總」難掩內心的激動。他們紛紛表示,要大力弘揚北鬥精神,持續加強技術創新,確保北鬥全球衛星導航系統星座長期穩定運行,把北鬥衛星導航系統的優異性能展現到極致,讓北鬥成為一張閃亮的「國家名片」!
  • 中國北鬥,世界北鬥!北鬥相關產品已出口120餘個國家和地區
    北鬥相關產品已出口120餘個國家和地區中國6月23日在西昌衛星發射中心成功發射北鬥三號最後一顆全球組網衛星。冉承其介紹,目前,北鬥相關產品已出口120餘個國家和地區,向億級以上用戶提供服務,基於北鬥的國土測繪、精準農業、數字施工、智慧港口等已在東協、南亞、東歐、西亞、非洲成功應用。
  • 北鬥閃耀!
    北鬥三號全球衛星導航系統全面建成並開通服務,標誌著工程「三步走」發展戰略取得決戰決勝,我國成為世界上第三個獨立擁有全球衛星導航系統的國家。如今,全球已有120餘個國家和地區使用北鬥系統。北鬥的發展史,是一部中國自主可控可歌可泣的史詩。受到美國的打壓,歐盟的忽悠,最終完全自主研發創新發展起來,這裡不再贅述。
  • 中國北鬥衛星導航系統擁抱阿拉伯國家
    在穿越時空的往來中,中阿兩個民族彼此真誠相待,阿拉伯人民是中國值得信賴、尊重的好朋友、好兄弟、好夥伴。今天阿拉伯國家在積極推進工業化進程和經濟的轉型,這與中國「一帶一路」理念高度契合,中阿已經成為重振絲綢之路的天然合作夥伴。北鬥作為中國首個面向全球提供公共服務的空間基礎設施,在北鬥三號系統建設同期,我們從未忘記過我們的阿拉伯朋友。
  • 為什麼中國1.5億臺手機,導航不用北鬥?卻要用美國的GPS導航
    北鬥衛星作為我國自主研發的全球導航衛星,雖然已經實現全球定位服務,北鬥衛星已經在我國的軍事領域得到廣泛的運用和驗證,而我們國內的民用市場中,目前只有海事領域是由北鬥導航系統主導,車載導航領域北鬥也有了一定的市場滲透,而在國內的手機行業卻很少見到北鬥的身影,而美國研製的GPS導航定位卻牢牢佔據著智慧型手機市場
  • 中國北鬥導航黑科技曝光一款國產自主研發的表讓北鬥成世界第一
    3.6米,高度6.6米,測速精度更是高達0.05米/秒,即便是在海外市場,中國北鬥導航系統也都要比美國GPS要強,但實際上中國北鬥導航系統這麼強,在國內市場,似乎很多手機用戶卻並不知情;不過針對這一尷尬的局面,很快就將會得到解決,目前中國北鬥已經開始聯合各大手機廠商、地圖軟體開發商進行修改導航系統的標識,這意味著國內用戶很快就能夠完全區分自己所使用的是中國北鬥導航,還是美國GPS,或者是其他導航系統。
  • 既然中國已有北鬥系統,為什麼手機上顯示的還是GPS
    可能有人依然會覺得不對:「我用的是國產手機啊,可為什麼手機上沒顯示北鬥系統呢?」還有人一聽說北鬥收官之後就覺得自己得用北鬥系統替換原來手機裡的GPS系統啊,所以就在手機應用商店裡下載有關北鬥導航的應用app,結果卻發現這款軟體打開之後要先交20塊錢才能提供導航服務。