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上一版3  4下一版 2012年10月26日 星期 放大 缩小 默认
中国北斗布局太空
本报记者 董碧娟
图为中国航天科技集团公司五院总体部导航卫星总体室科研人员在工作。 (资料图片)

2004年,北斗卫星导航区域系统工程正式立项;2007年,北斗第一颗卫星发射成功;2009年,第二颗卫星落户太空;2010年,第三颗到第七颗卫星连续发射;2011年,第八颗到第十颗卫星发射成功,北斗区域卫星导航系统完成基本系统建设,系统的可靠性和稳定性有效提高;2012年,第十一颗到十五颗卫星密集发射。

直到第十六颗北斗导航卫星成功发射,北斗导航区域系统正式组网。8年16星的航天奇迹,使我国拥有了继美国GPS、俄罗斯格洛纳斯、欧盟“伽利略”之后的全球第四大导航系统。

中国北斗,魅力何在?

批产的挑战和机遇

“天为棋盘星作子,我们敢下;天为彩纸虹作笔,我们敢画……我们征鞍催马征帆高挂,我们不断进取光耀中华!”中国航天人的这首《踏天歌》可以说唱出了北斗卫星导航系统所有科研人员的精气神。卫星导航系统作为国家安全和社会发展不可或缺的信息基础设施,是大国地位和综合国力的重要标志。世界各大国都高度重视自主开发卫星导航系统。国际间在卫星导航领域的角逐,已经逐步深化为了一场看不见硝烟的战争。这对中国航天人而言,无疑又是一次新的挑战。

中国航天科技集团公司五院总装与环境工程部科研生产处处长助理魏跃良,从2004年开始负责北斗系列组网卫星的总装、大型试验、专业测试和发射场综合管理工作。说起北斗的特点,魏跃良概括了这么几个词:“组批生产、密集发射、任务量大、难度高。”而“多量”、“批产”两个词也是记者连日来赴中国航天科技集团公司五院总体部、502所等单位采访时,几乎每一位采访的科研人员都要提及的。批产,无疑是北斗的核心特征。而这一全新特征也为我国航天人带来了新的挑战和机遇。

“最忙的时候,我们同时盯着北斗不同生产阶段的12颗星。”中国航天科技集团公司五院502所北斗二号副总设计师刘忠汉回忆。面对密集任务,与时间赛跑,又必须保证万无一失,这对没有多少前期经验可供借鉴的科研人员而言,挑战巨大。他们必须突破单星的传统研制模式,探索出一条新的卫星产品化机制。探索的艰辛从科研人员的经历中可见一斑:魏跃良回忆,研制初期他们连轴转了三个月进行协同设计,蹲着墙根吃饭、周末加班加点都是常事。许多年轻人的婚期一拖再拖,有的直到今年才成家。五院502所北斗二号控制分系统主任设计师张宇有一次率领团队做故障分析,每天做大量的试验,撰写分析报告,连续多天工作到晚上1点,为保证第二天的工作,团队成员干脆连家也不回,就住在附近的小宾馆……

然而,北斗的批产挑战也成了航天人的一份难得机遇。中国航天科技集团公司五院总体部导航卫星总体研究室党支部书记王劼坦言,北斗的批量生产模式能够缩短人才成长的周期,一颗接一颗卫星的研制让科研人员处于不断学习的应考状态,在这颗星上没学透的,紧跟着下颗星再接着学。而且,科研人员往往会同时接触不同状态的多颗星,这就很好地保证了知识的系统性和完整性。正是在北斗模式的锻炼下,五院总体部导航卫星总体研究室的一位青年科研人员仅用4年就当上了主任设计师。

除了人才效应,北斗的批产模式为航天科研积累了更多方面的财富。刘忠汉表示,北斗的批产特征帮助他们带来了一系列体系、规章、制度的完善,积累了一大批技术、产品、人才、经验等资源。“比如我们在批量完成产品过程中,通过认真执行‘举一反三’,不断纠错,使产品越来越好。这种科研思路和模式使我们尝到了很多甜头。”刘忠汉说。

贴近生活服务百姓

“对于北斗导航应用而言,只有想不到,没有做不到。”中国航天科技集团公司五院北斗导航系统副总指挥翟君武说。

中国航天科技集团公司五院的航天恒星科技有限公司是一家最早从事北斗地面应用系统研究的高新技术企业。他们研制了我国第一台北斗一号用户机,掌握了双频无码跟踪技术、高动态抗干扰技术等多项国内领先的核心技术,已成功应用于测绘、电信、水利、渔业、交通运输、森林防火、减灾救灾和国家安全等诸多领域,有效推动了北斗导航系统的成果转化。

2008年汶川地震中,救援分队来自震中的第一条短信就是发自北斗用户终端机。1000余台北斗用户终端机帮助救援部队在地面系统瘫痪情况下,使各点位之间、点位与指挥部之间可直线联络,实现了实时通信。在汶川地震救灾期间,部队利用北斗传回灾情报告共计74万多条,进行定位服务13万多次。

在交通运输领域,目前,交通运输部“重点运输过程监控管理服务示范系统工程”,已落实9个示范省市8万台“两客一危”车辆终端安装计划,预计今年年底在道路运输管理中实现北斗的大规模应用。广东“珠三角卫星导航应用示范系统”也开展了首个北斗区域综合示范应用工程,在广州1万台公务用车安装了终端,实现公务用车监管,为公务用车管理改革提供了有效手段。

在气象领域,北斗的定位和测速功能能检测出探空气球所在位置的大气风速、风向。初步验证表明,基于北斗的气象数据较之传统业务,精度和可靠性均有大幅提升。在海洋渔业领域,目前,北斗海洋渔业综合信息服务的海上用户量已达3万,已开通北斗终端与手机短信息互通服务的手机用户已超过7万个,短信量月高峰可达70万条,有效确保了渔民生产安全、海洋资源保护和海上主权维护。在林业上,基于北斗的森林防火系统已成功用于实战,目前已经配备700多台套。

“北斗的授时功能也非同一般。”刘忠汉告诉记者,“很简单一个例子,我们看电视的时候会发现,有时不同的台显示的时间会有差异。在一些实验项目及一些对时间一致性要求非常高的场合,通过北斗系统就能确保时间的一致性。”2010年,“北斗时间”系统首次顺利引入我国电网数字化变电站,扭转了我国电力运行时间完全依赖美国GPS的局面。

经济效能超乎想象

“目前,北斗已经形成了一个完整的产业链。”中国航天科技集团公司航天技术应用部吕静伟处长表示。在卫星导航应用产业链上,中国航天科技集团公司可谓全面开花。作为国内惟一具备基带芯片、射频芯片、多媒体SOC芯片研制及生产能力的企业,一条从导航芯片到导航运营服务的产业链正借助北斗卫星导航系统东风发展壮大。

市场潜力更为北斗提供了广阔空间。据了解,卫星导航定位行业按照定位精度差别可区分为两大服务群体:一是高精度GNSS行业(定位误差毫米级到亚米级),应用于测绘勘探、地质灾害监测、精细农林业、国防、时间同步等领域;二是消费类行业(定位误差1米到10米),如手机导航、车辆导航等。

在高精度GNSS市场方面,2008年中国高精度GNSS应用的市场规模达到81.76亿元,占整个卫星导航定位应用市场的20.5%。2009年,中国高精度GNSS应用市场规模为100.87亿元。在消费类GNSS市场方面,据权威机构预测,到2020年我国手机导航的渗透率将由2010年的7%上升到82%,蕴藏着巨大的市场空间。另据统计,2010年我国车载导航渗透率达到20%左右,而汽车导航产品的更新及维修也具有巨大的市场规模。

从国际上看,卫星导航产业在全球范围内一直保持连续高速增长,尤其在金融危机背景下仍然保持了强劲的增长势头。2001年到2009年,全球卫星导航产业应用市场规模年均增长率达到23.3%。目前,国际上GPS应用产业占据了卫星导航应用产业的主导地位。2005年到2010年,北美GPS设备的平均年销售收入约335亿美元。

我国卫星导航产业也初具规模。截至2010年底,我国卫星导航产业规模已经达到500亿元,预计2020年将达到4000亿元。预计到2015年中国卫星导航年产值将达到1500亿元,其中北斗会占到20%以上的市场份额,从而扭转我国导航产业长期以来被GPS系统垄断、卫星导航芯片和核心板卡100%依赖进口的局面。

目前,我国涉足卫星导航应用与服务产业的厂商与机构超过5000家,2010年产值超过500亿元。而北斗导航系统支持短报文通信的特色功能,也有助于北斗进一步开拓民用市场。

中国航天科技集团公司宇航部部长赵小津表示,今后我国还将陆续发射组网导航卫星,不断提升系统服务能力,扩大覆盖区域,到2020年,将建成由30余颗卫星组成的北斗全球卫星导航系统。当北斗全球卫星定位导航系统完成后,更多的舞台就会交给终端和用户。

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