“北斗”全球星座組網進入最後衝刺

　　自發射第一顆導航衞星起，中國“北斗”走過了20年非凡歷程。4月4日，第55顆北斗導航衞星，即“北斗三號”最後一顆組網衞星，如期運抵西昌衞星發射中心，根據計劃將於5月發射入軌。這標誌着“北斗”全球星座組網進入最後衝刺階段，“北斗”即將迎來全球星座組網全面收官的輝煌時刻。

　　“靈魂人物”，最後一顆星地位很重要

　　最後飛天的“北斗三號”組網衞星為一顆地球靜止軌道衞星（GEO），被暱稱為“吉星”（GEO衞星的俗稱）。該類衞星運行的軌道平面與赤道平面重合，軌道週期等於地球在慣性空間中的自轉週期，即23小時56分4秒，且方向與之一致，這樣就使得該類衞星與地面的位置保持相對不變。

　　“北斗三號”共有3顆地球靜止軌道衞星，主要服務中國所在的區域。其定點於赤道上空約3.6萬公里的圓形軌道上，一顆可覆蓋約40%的地球面積。“北斗系統地球靜止軌道衞星在星基增強、短報文通信、精密單點定位等特色服務上發揮着關鍵性作用，堪稱是北斗衞星網絡系統中的‘靈魂人物’。”南京師範大學地理科學學院副教授沈飛介紹，“吉星”是“北斗三號”全球導航系統中功能較強的衞星，它將覆蓋我國及周邊地區，主要實現報文通信、導航服務、精密定位、星基增強等功能。

　　值得注意的是，“北斗”採用3種軌道衞星合璧的混合式結構，除了與赤道平面重合的地球同步軌道衞星即地球靜止軌道衞星之外，還有3顆保持一定傾斜角度的地球同步軌道衞星（IGSO）。與前者相對於地球上的某個點始終保持靜止不同，由於其傾斜角度的存在，造成相對於地面上某個點，其每天在相同時刻保持在相同位置，但在連續的時間內，衞星位置是變化的，星下點運行的軌跡呈“8”字形的封閉曲線，就像衞星跳着“8”字形舞，以這種運行方式，聚焦亞太地區。

　　北斗衞星第三種軌道為地球中圓軌道，它們是“北斗三號”全球組網的主力衞星，共24顆，運行在距離地面2萬多公里的高度，軌道週期約為12小時，時刻不停地環繞地球運轉，每顆衞星的聚焦點都在地面“畫”着波浪線，實現全球範圍的廣覆蓋，它們組成的星座構成了“北斗三號”全球組網的核心星座。

　　開放的北斗，與世界共贏

　　北斗衞星導航系統是我國完全自主建設、掌握核心技術並且獨立運行的全球衞星導航系統。自2009年啓動“北斗三號”全球系統建設，到2017年11月5日實現全球組網衞星的首次發射，再到如今即將徹底完成的全球組網星座建設，幾代航天科技工作者嘔心瀝血，只為讓全球定位導航系統這一國之重器掌握在自己手中。

　　“北斗三號”基本系統完成建設並開始提供全球服務，標誌着北斗提前兩年邁入全球時代，在為全球尤其是“一帶一路”沿線國家和地區的服務中大顯身手。

　　“‘一帶一路’沿線國家對衞星導航的需求比較大，我們會通過各種措施挖掘沿線國家使用北斗衞星導航的潛力，一方面給這些國家產業或產品賦能，帶動當地經濟發展；另一方面擴大北斗的全球市場。”沈飛介紹，北斗系統已覆蓋巴基斯坦、沙特、緬甸等近30個“一帶一路”沿線國家，這些國家的農業、工業、服務行業都逐漸在使用北斗高精度產品。

　　比如，印度尼西亞國土資源部用北斗系統開展土地確權項目，使用基於北斗的高精度GNSS接收機一千餘台。柬埔寨北斗無人機應用作業範圍廣、成圖效率高，為柬埔寨政府部門綜合規劃、國土整治監控、基礎設施建設、生態環境監控等提供了完整的基礎信息資料。巴基斯坦很早就開始使用北斗產品，廣泛在港口管理、交通運輸等領域提供服務。中國北斗衞星導航系統首個海外組網項目——巴基斯坦國家位置服務網一期工程完成建設，這是中巴兩國在衞星導航領域深入合作的一個典範。在非洲，烏干達國土測繪部門已經利用高精度接收機建成15座基準站，其所提供的高精度位置服務不僅可以滿足烏干達國土測繪需求，還拓展到水利、交通、農業、林業等多個領域。

　　“北斗向‘一帶一路’沿線國家和地區提供基本導航服務，邁出了從區域走向全球的關鍵一步。”北斗總設計師楊長風在接受媒體採訪時表示，我國北斗衞星導航系統堅持開放合作、資源共享，加快融入全球服務，將導航、定位、授時、短報文通信服務融為一體，並在此基礎上，增加了國際搜救、星基增強、精密單點定位等服務能力。而且，北斗系統先後與美國GPS、俄羅斯格洛納斯實現了兼容互操作。

　　“全球組網 新基建”

　　推動北斗產業應用站上風口

　　“北斗三號”最後一顆組網衞星發射後，我國即將全面完成北斗全球系統建設，邁進全球服務新時代。

　　“隨着北斗全球組網完成在即，相關產業將迎來重大發展機遇期。”江蘇北斗衞星應用產業研究院技術規劃部負責人吳文南説，近年來，我國北斗系統建設以及產業化應用核心技術相繼取得重大突破，未來，北斗衞星導航系統及其兼容產品將在更多行業和關鍵領域得到廣泛應用，在大眾消費市場進一步推廣普及。據瞭解，預計2020年，我國衞星導航產業規模將超過4000億元，其中北斗系統將拉動超過3000億元規模的市場份額。

　　更值得關注的是，在以5G為代表的“新基建”加速推進過程中，“北斗”也將與新一代信息技術共同助力數字“新基建”，催生更多的新技術、新需求與新業態。“未來，基於北斗系統的技術、產品及服務將擁有更為廣闊的市場空間，應用場景也將更加豐富。”吳文南介紹。

　　新冠疫情之後，隨着各地生產生活加快恢復正常秩序，如何精細化感知城市人員流動和物流，開展微觀層面的樓宇、時分管理，獲取城市運行的完整空間和時間數據，變得至關重要，這也是統籌疫情防控和復工復產工作的關鍵基礎性工作。支持疫情防控是北斗衞星導航系統廣泛應用的一個縮影。事實上，隨着北斗全球系統建設的快速推進，基於北斗的技術研發已經廣泛應用於交通運輸、公共安全、救災減災、智慧農業、智慧城市等重要行業，融入國家核心基礎設施，在電力、金融等關鍵領域發揮重要作用。

　　目前，北斗衞星定位也在與多個技術領域相互融合，比如與視頻定位的結合以及與室內定位的共融共通。“北斗注重的不僅是衞星定位，更在導航、定位和授時（PNT）的廣泛意義上發展。”吳文南介紹，“北斗”的整體目標是從深海、深地到深空。已在地鐵、海洋、太空等多個領域伸出觸角的“北斗”，將要為全人類的位置服務做出貢獻。