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北斗導航在重慶會迷路嗎?總設計師:能更好體驗魔幻重慶

2018-04-02 11:50:13      來源:重慶晨報

北斗導航在重慶會迷路嗎?總師:能更好體驗魔幻重慶

北斗導航在重慶會迷路嗎?總師:能更好體驗魔幻重慶

3月30日,我國再次成功發(fā)射兩顆北斗三號衛(wèi)星。新華社 圖

2018年3月30日01時56分,西昌衛(wèi)星發(fā)射中心,長征三號乙運載火箭以“一箭雙星”方式成功發(fā)射第三十、三十一顆北斗導航衛(wèi)星,這也是我國北斗三號第七、八顆組網衛(wèi)星,與此前發(fā)射的六顆北斗三號衛(wèi)星進行組網運行。

近日,北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)總設計師楊長風在接受上游新聞·重慶晨報記者采訪時透露,今年要發(fā)射18顆北斗衛(wèi)星,年底向“一帶一路”沿線國家提供服務;到2020年,建成世界一流的北斗系統(tǒng);2035年,建成一個以北斗系統(tǒng)為核心的,構建空天地海無縫覆蓋多種手段融合、高精度安全可靠、萬物互聯(lián)萬物智能的國家北斗綜合定位導航授時(PNT)體系。屆時,時空信息服務將滲透到我們生活的每一個角落,北斗無處不在,無時不在。

北斗導航系統(tǒng)總設計師楊長風。

技術封鎖

研制出300萬年誤差一秒的原子鐘

在海灣戰(zhàn)爭中,裝載GPS的武器的精確打擊性能讓世界震驚,我國于1994年作出重大決定,研發(fā)自己的衛(wèi)星導航系統(tǒng),命名為“北斗”。

然而,研發(fā)過程并不順利。

2005年,正在建設的北斗二號的原子鐘出了問題。高精度的時間基準技術,是衛(wèi)星導航系統(tǒng)最核心的技術,直接決定著系統(tǒng)導航定位精度,對整個工程的成敗起決定性的作用。

“在研制初期,當時技術有限,就想著從國外引進,但沒想到國外對我們進行技術封鎖,成為當時北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)建設的最大瓶頸。”楊長風說,也正因為這樣,北斗人更加堅定了自力更生的信念。

“這件事情以后,我們有了一個共識,核心關鍵技術必須要自己把它突破,不能受制于人。當時我們的北斗人說了這樣一句話,六七十年代有原子彈,我們北斗人一定要有自己的原子鐘。”

那之后,北斗人給自己制訂了目標,研制誤差僅有10的-12次方的原子鐘,通俗地講就是這個原子鐘每十萬年只會出現(xiàn)一秒的誤差。

為此北斗人成立了三支隊伍同時開展研發(fā),并在基礎理論、材料、工程等領域同步進行推進。就這樣,僅僅用了兩年時間,北斗人就攻克了原子鐘這個最大技術障礙。

不僅如此,現(xiàn)在用在北斗三號上的原子鐘,已提升到每300萬年才會出現(xiàn)1秒誤差的精度,完全滿足了我國的定位精度要求和衛(wèi)星的使用壽命。

說起這些,楊長風無比自豪,“這種能力就是逼出來的,逼到這個份上,我們科技人員就是靠著這種,叫作骨氣也好,叫作努力也好,最后把它拿下來了。”

楊長風說,目前北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)的高精度位置服務系統(tǒng)已經達到了動態(tài)亞米級、厘米級,事后處理毫米級。

關鍵三天

像抱著自己的孩子一樣抱著應答機

在突破原子鐘的技術難題后,北斗人又迎來另一個難題。

我國開始研發(fā)北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)時,美國和俄羅斯已占據了最適合衛(wèi)星導航的頻段,北斗已經無頻可用。而導航衛(wèi)星上天的前提,是要有合法的軌道位置和頻率資源,這是各國必爭的寶貴資源。

“在中國和歐盟的促成下,國際電聯(lián)最大限度地從航空導航頻段里面擠出了一小段,供各國衛(wèi)星導航共同使用。這小小的一段頻率,只占黃金頻率的四分之一,但卻是建設一個全球衛(wèi)星導航的基本要求,各國都可以申請。”

2000年4月18日,中國北斗和歐盟伽利略系統(tǒng)同時申請成功。

根據國際電聯(lián)的規(guī)則,該軌道位置和頻率資源不是永久的,有效期只有7年,申請成功的國家必須在有效期內成功發(fā)射導航衛(wèi)星,才算成功占領了這片太空“國土”。

這軌道和頻率資源,是楊長風帶領著北斗人背水一戰(zhàn)搶下來的。

“也就是說2007年4月18號,我們沒有接收到信號,就自動退出了‘空間國土’的位置。”而按照原來的部署,我國要在2007年底,才發(fā)射首顆北斗導航衛(wèi)星,“如果按照原計劃,我們好不容易申請到的軌道位置和頻率資源就過期了。”

為了保留這個軌道位置和頻率,北斗人夜以繼日趕工,2007年4月初衛(wèi)星進入最后的發(fā)射階段。

“當時衛(wèi)星都上了發(fā)射塔架,突然應答機出現(xiàn)了異常。”

楊長風解釋,應答機是用于天上和地下互聯(lián)的,“有了這個應答機我們才會知道,天上的信號和地下的信號有沒有聯(lián)通。”

“當時應答機的信號不穩(wěn)定,有時好有時不好,為了確保拿到頻率資源,就必須有這個信號。”楊長風說,這個信號非常關鍵。“當時留給我們的時間只剩下3天,為了萬無一失,我們決定修復應答機。”

于是,他們爬上塔架、打開火箭、剝開衛(wèi)星,拿出有問題的應答機,立刻從西昌趕到成都,從零開始,對應答機重新進行檢驗測試。在把應答機從西昌運往成都的過程中,北斗人像抱自己孩子一樣,一直緊緊抱著應答機。

在成都的三天時間,楊長風坦言,“說句實在話,心情緊張、沉重,壓力也很大,72小時基本沒合眼。”

應答機修好之后送回西昌。4月14日4時11分,北斗二號首顆衛(wèi)星從西昌發(fā)射升空。

4月17日20時,第一組衛(wèi)星信號發(fā)下來了,“當時我們在操場,擺了一張桌子,有十幾個接收機,同時接到信號的時候,整個操場的人全部都歡呼跳躍,我高興得流淚,真的就是無意識地熱淚盈眶。”

楊長風說,當時他別的沒多想,“就是覺得我們終于拿到這個信號,我們北斗發(fā)展的道路已經開通了。”

此時,距離限定時間只剩下不到4小時。

北斗不遠

為汶川災區(qū)救援打開了一條生命通道

北斗看似離我們很遠,其實很近。

2008年汶川地震時,在通信、電力、交通都被毀壞,災區(qū)與外界失去一切聯(lián)系的情況下,北斗運用其獨特的短報文功能,把當時災區(qū)的情況,用文字實時報告給指揮中心,為救援打開了一條生命通道。

還有大家熟悉的共享單車,北斗的精準定位能夠幫助共享單車停放。“超出停放范圍一定距離,就會自動提示。”楊長風說。

交通部門利用北斗形成了車輛監(jiān)管系統(tǒng),對一些危險品的運輸車、長途客車、旅游客車,進行實時監(jiān)管監(jiān)控?,F(xiàn)在跟原來同期相比,事故率和傷亡率已經下降了百分之五十。

定位精確到亞米級、厘米級的北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng),安裝在手機上,為“路癡”解決了找不著路的困惑;能夠探測到強風中建筑物晃動,能幫助監(jiān)測一些自然災害;草原上的牧民們用北斗來監(jiān)管羊群,進行放牧……正如楊長風所說,“北斗無所不能,無所不在。就怕你沒想到,沒有做不到,所以大膽去想,你想到了就有用了。”

語錄

○“六七十年代有原子彈,我們北斗人一定要有自己的原子鐘。”

○“這種能力就是逼出來的,逼到這個份上,我們科技人員就是靠著這種,叫作骨氣也好,叫作努力也好,最后把它拿下來了。”

○“當時我們在操場,擺了一張桌子,有十幾個接收機,同時接到信號的時候,整個操場的人全部都歡呼跳躍,我高興得流淚,真的就是無意識地熱淚盈眶。”

○“北斗無所不能,無所不在。就怕你沒想到,沒有做不到,所以大膽去想,你想到了就有用了。”

對話

用北斗導航 在重慶會迷路嗎?

上游新聞·重慶晨報:都說重慶是5D魔幻城市,導航都要迷路。北斗導航在重慶會迷路嗎?

楊長風:我去年在央視錄制《開講啦》節(jié)目時,就見識了重慶的魔幻。當時一位觀眾說她是路癡,完全分不清方向,就說到了北京的“迷宮之首”西直門立交橋,后來小撒直接拿出了重慶的黃桷灣立交,聽說地面以上有5層,共15條匝道。

現(xiàn)在我們的北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)已經實現(xiàn)了高精度導航,可以精確到分米、厘米,精確到路基導航、車道級的導航,只要地圖更新及時,北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)可讓你更好地體驗“魔幻”重慶。

上游新聞·重慶晨報:我們在哪個樓層,北斗也能準確定位嗎?

楊長風:2035年,當我們形成國家北斗綜合PNT(定位導航授時)體系,就能夠實現(xiàn)室內,室外,天空、地、海的無縫連接,你在哪個樓層,當然就能夠定位了。

上游新聞·重慶晨報:聽說北斗工程建設有不少的年輕人?

楊長風:我們北斗工程建設的這支隊伍里,大部分都是博士生,基本在30歲左右?,F(xiàn)在90后也在慢慢成長過程中,尤其是我們北斗3號工程,就是靠這些年輕人撐出來的一片天。新一代中國青年經過一段時間的磨煉,將在北斗系統(tǒng)建設中繼續(xù)發(fā)揮重要作用。

為了鼓勵更多青少年從小認識北斗,了解中國航天事業(yè),我們還舉辦了關于北斗的青少年活動大賽,開展科普知識講座。

北斗日歷

北斗計劃的三個階段

2000年10月以來,北斗計劃已成功發(fā)射30多顆北斗衛(wèi)星,分為三個階段進行。

2000年10月至12月為第一階段,北斗一號系統(tǒng)成功建成,共發(fā)射了4顆衛(wèi)星。

2007年至2012年年底,北斗二號系統(tǒng)建成,向亞太地區(qū)提供服務。“北斗二號”并不是“北斗一號”的簡單延伸,它解決了“北斗一號”系統(tǒng)存在的技術問題,提供海、陸、空全方位的全球導航定位服務。

2017年至2020年前后,北斗全球系統(tǒng)將建成,面向全球提供服務。

標簽: 重慶 北斗 迷路

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