科普中國

二十年前，如果你想開車去旅行，大多數(shù)副駕駛需要手里拿著一本交通地圖冊來指揮司機。如今，由于手機配備了衛(wèi)星導(dǎo)航接收芯片，一部手機已經(jīng)能夠滿足這一需求，并能夠提供車道級別的準(zhǔn)確定位。

北斗系統(tǒng)是世界四大導(dǎo)航系統(tǒng)之一，是中國自主研發(fā)的衛(wèi)星系統(tǒng)。除了“導(dǎo)航”，北斗在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、應(yīng)急救援等諸多領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。

在河南省鄧州市小楊營鎮(zhèn)安眾村，安裝北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的拖拉機在無人駕駛條件下播種(2020年 年 5 月 26 日常攝影，無人機照片)。新華社記者 馮大鵬 攝

然而，北斗系統(tǒng)的建設(shè)并非一帆風(fēng)順。在歐盟拿走原來的頻率之前，甚至差一點。 17 幾年前的今天，北斗二號第一顆衛(wèi)星在獲得這場頻率防御戰(zhàn)之前，回傳了第一組信號。這是一段怎樣的歷史？關(guān)于北斗系統(tǒng)的發(fā)展，我們必須從上個世紀(jì)末的海灣戰(zhàn)爭開始。

再苦，也要建立自己的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。

1991 年，GPS 第一次應(yīng)用于海灣戰(zhàn)爭，一鳴驚人。對海灣戰(zhàn)爭的匯報總結(jié)甚至將戰(zhàn)爭歸納為“GPS 勝利，說它是“軍事實力的倍增器”。經(jīng)過海灣戰(zhàn)爭，各國都意識到了衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在軍事方面的重要性。

1993 年 7 月 23 日，由于外交矛盾，美國突然關(guān)閉了中國“銀河號”貨船。 GPS 信號化，導(dǎo)致銀河號被迫停止正常航運，漂浮 33 天堂。在這段時間里，經(jīng)歷的艱辛是不可能的。

中國人意識到，為了不受其他國家的約束，他們必須建立自己的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。孫家棟教授與國防科技委副主任沈榮駿聯(lián)合建議，啟動中國衛(wèi)星導(dǎo)航工程。

1994 年 12 本月，國家批準(zhǔn)了北斗導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)工程。

中國把衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)分為“三步走”：第一步是覆蓋國內(nèi)，第二步是覆蓋亞太，第三步是覆蓋世界。

這些都是北斗一號、北斗二號、北斗三號的由來。

北斗一號系統(tǒng)，從無到有

2000 年 10 月 31 日本，我國自主研制的第一顆北斗導(dǎo)航實驗衛(wèi)星被成功送入太空。

2000 年 10 月 31 凌晨，中國自主研發(fā)的第一顆導(dǎo)航定位衛(wèi)星“北斗導(dǎo)航實驗衛(wèi)星”在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空，順利進入預(yù)定軌道。新華社記者 查春明 攝

不到兩個月，中國航天科技集團公司成功將第二顆北斗導(dǎo)航實驗衛(wèi)星送入空間軌道。2003年 年 5 月 25 日本，第三顆北斗衛(wèi)星起飛布署。

此后，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航實驗系統(tǒng)建成，這就是北斗一號。

北斗一號系統(tǒng)的成功出現(xiàn)，使中國成為繼美國之后的中國 GPS、在俄羅斯格洛納斯之后，世界上第三個國家擁有自主衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。

在國際導(dǎo)航領(lǐng)域，北斗一號還具有獨特的短報功能。

2008 2008年汶川地震中斷了道路、電力和通信，高發(fā)區(qū)與外界失去了一切聯(lián)系。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的短信通信功能發(fā)揮了重要作用。據(jù)統(tǒng)計，救援期間，救援部隊用北斗發(fā)動了 74 萬條短信。

北斗一號衛(wèi)星總指揮李祖洪說：“‘巨人’封鎖了我們的技術(shù)，不讓我們站在肩上，唯一的辦法就是自己成為巨人。

北斗一號系統(tǒng)，使中國自身的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)完成了從零開始的巨大飛躍。

擊敗頻率保衛(wèi)戰(zhàn)

任何一個國家，要發(fā)展自己的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，首先要向國際電信聯(lián)盟發(fā)展（ITU）申請頻率。而且當(dāng)時，最適合衛(wèi)星導(dǎo)航的黃金頻段已被美俄全部占用。

中國只能和歐盟競爭同樣的頻率。這個小頻率只有黃金頻率的四分之一，但卻是建設(shè)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)最基本的頻率需求。

2000 年 4 月 17 日本，中國向國際電信聯(lián)盟申請頻段；同年 6 月 5 日本，歐盟伽利略衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)也提出了頻段申請。

對于頻率申請，國際電信聯(lián)盟有兩條規(guī)定：“先用先得”和“逾期無效”。

“逾期無效”，即從申請日期開始計算頻率有效期，7 即使申請無效，年內(nèi)也沒有成功使用。所以，中國北斗二號的第一顆衛(wèi)星必須在 2007 年 4 月 18 成功發(fā)射并在日0點前成功播放信號，否則將“逾期作廢”。

由于中歐申請頻率高度重疊，雙方需要競爭。誰先發(fā)衛(wèi)星，信號播放成功，誰就獲得使用這個頻率的權(quán)利——這就是“名額有限”。

中國申請這個頻率比較早，但是起步比較晚，北斗二號 2004 年初，歐盟伽利略系統(tǒng)系統(tǒng)在起跑線上輸了。 2 年。

北斗工作人員加班加點，爭分奪秒地完成所有的開發(fā)工作。之后，所有工作人員都入駐西昌衛(wèi)星發(fā)射中心，安裝設(shè)備、機柜和電纜。教授、型號老板和技術(shù)人員都一起排班，大力做體力活，只是為了讓衛(wèi)星盡快起飛。

2007 年 4 月 14 日本，北斗二號第一顆衛(wèi)星成功進入太空。

2007 年 4 月 14 日 4 時 11 分，我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心以“長征三號甲”運載火箭，成功將一顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星送入太空。新華社記者 李剛 攝

3 天后，2007 年 4 月 17 日 20 點，這顆衛(wèi)星成功發(fā)出了第一組信號，這意味著中國正式啟用了申報頻率資源。這時，距離“逾期失效”的時間點只有一個差距。 4 個小時。

這個日子，中國不僅成功地贏得了頻率保衛(wèi)戰(zhàn)，而且正式拉開了北斗區(qū)域?qū)Ш较到y(tǒng)建設(shè)的序幕。

2012 年 12 月 27 日本，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)正式提供區(qū)域服務(wù)，全天候為亞太多地區(qū)提供定位導(dǎo)航授時服務(wù)。

北斗的應(yīng)用僅受創(chuàng)造力的限制。

隨著北斗二號的建成，中國自身的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)已經(jīng)達到了與國際先進的水平。站在前兩代星座的肩膀上，北斗走向全球化的第三步非常穩(wěn)定。

第一顆北斗三號實驗衛(wèi)星于2015年3月30日成功發(fā)射。

2017 年 11 月 5 北斗三號全球組網(wǎng)雙星首次發(fā)射。

2018 年復(fù)一年，北斗共發(fā)射。 18 一顆衛(wèi)星，創(chuàng)造了世界紀(jì)錄。

2018 年 12 月 27 日本，北斗三號基礎(chǔ)系統(tǒng)建成并開始提供全球服務(wù)。

2020 年 6 月 23 日本，伴隨著山海嘯的巨響，長征火箭在底部拖著耀眼的白色尾焰，它將北斗三號最后一顆全球組網(wǎng)衛(wèi)星送入太空。到目前為止，中國已經(jīng)提前半年完成了北斗全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的星座布局。

6 月 23 日本，中國北斗三號全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的最后一顆組網(wǎng)衛(wèi)星在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心起飛。新華社記者 江宏景 攝

現(xiàn)在，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的服務(wù)已經(jīng)讓世界受益。

有智能手機進入中國網(wǎng)絡(luò)， 提供北斗服務(wù)的70%以上，基于北斗導(dǎo)航服務(wù)的電子商務(wù)、移動終端生產(chǎn)、位置服務(wù)等。已經(jīng)普遍進入我們的消費、經(jīng)濟和生活。

一艘選用北斗航標(biāo)遙控設(shè)備的大型燈船放置在珠江口擔(dān)桿水路(2019年 年 6 月 20 日攝)。新華社記者 田建川 攝

2020 年 4 月 9 日本，在寧夏吳忠市利通區(qū)金積鎮(zhèn)塔灣村智慧農(nóng)業(yè)科技示范區(qū)，配備北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的拖拉機在自動駕駛中管理水稻(無人機照片)。新華社記者 馮開華 攝

在全球范圍內(nèi)，北斗系統(tǒng)已經(jīng)在中國使用了一半以上。巴基斯坦的交通運輸、港口管理、緬甸的土地規(guī)劃、河流運輸控制、老撾的精細(xì)農(nóng)業(yè)和病蟲害控制、文萊的城市現(xiàn)代化建設(shè)、智能旅游、印尼的海上集成應(yīng)用、沙特阿聯(lián)酋、埃及、突尼斯、阿爾及利亞等中國...

在北斗的基礎(chǔ)上，中國已經(jīng)建立了一條現(xiàn)代的太空絲路。

“北斗的應(yīng)用只受創(chuàng)造力的限制?！边@是成千上萬北斗人的豪言壯語，也是北斗的未來。

策劃制作

作家信實科普工作室

孫志斌的審批 空間科學(xué)實驗室副主任中科院國家空間科學(xué)中心

耿濤 武漢大學(xué)教授

策劃丨何通

原標(biāo)題：《17 幾年前的今天，中國人與歐盟取得了這場競爭。

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