杨长风：北斗系统让中国掌握自己的时空信息

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当代日常生活对各种各样位置信息的要求远远超过了大家的想像，移动智能终端内嵌精准定位集成 ic 无时无刻不在接受外太空中导航栏卫星传出的服务项目数据信号。而如今，在全世界范畴内的随意地区、随意時刻都能够另外观察到8颗之上的中国北斗导航栏卫星。

“定位导航是北斗系统软件的一大特点。”北斗卫星导航系统工程项目总设计师杨长风详细介绍说，现阶段发布的全世界范畴精度等级是好于10米，评测的精度等级2~3米。相互配合更强劲的路基提高系统软件，能够出示 mm 级、公分级服务项目，普遍服务项目无公路桥梁变形检测、自然灾害检测预警信息等。

2020年7月31日，北斗三号全世界卫星导航系统宣布启用，间距北斗一号工程项目项目立项早已过去二十五年。在具备战略地位的行业，被其他国家执行技术性封禁，便会遭遇“受制于人”的窘境，北斗系统软件一直坚持科技创新，核心技术一定要把握在自身手上。北斗系统软件攻破了星间链接、高精密星载原子钟等160多项重要关键技术，提升500多种器构件国内生产制造的研制开发，完成北斗三号卫星关键器构件百分之百国内生产制造的。

“做为我国关键的室内空间基础设施建设，北斗系统软件的研制开发与完工，对在我国时光网络信息安全具备关键实际意义。”杨长风剖析说，“把握了时间和空间，就操纵了一个国家最重要的基础信息。卫星导航系统是现如今最重要的导航定位校时方式，是信息化管理社会发展的关键基本，关联到国防安全和私人信息，一定要掌握在自身手上，是肯定不可以止步不前的。”

摆脱牵制

2014年10月，56岁的杨长风从85岁的孙家栋工程院院士手上接到北斗卫星导航系统工程项目总设计师的重担。那时候，他做为系统软件的总经理室内设计师，全过程参加了从北斗一号、北斗二号到北斗三号，共三代北斗卫星导航系统的论述设计方案、建设工程和机构管理方面。但在继任北斗自动化控制总设计师后，杨长风仍“倍感工作压力”，秀发也在这里两年白了很多。那时候，在我国早已完工北斗二号区域系统，已经向北斗全世界系统软件衔接，全世界系统软件的新体系、新技术应用、新数据信号都必须开展实验认证。

“简言之，便是全部系统软件的进展工作压力。”杨长风详细介绍说，按照计划，北斗三号系统软件到2018年要进行18颗北斗三号卫星组网方案，全方位遮盖“一带一路”我国；到2020年，要进行30颗卫星发送组网方案，并向全世界客户出示服务项目。

北斗系统软件一直坚持关键器构件100%国内生产制造的、不断提高重要单机版可信性、卫星工作中使用寿命做到10~十二年之久。要完成这一系列总体目标，就需要在卫星起飞以前，在路面做很多实验认证，以证实其可以展示持续平稳的服务项目，这种工作中都必须很多時间。

杨长风不是一个人在作战。事实上，过去的二十五年里，更是由一代又一代的北斗人延续勤奋，才可以让今日的北斗三号系统软件立在国际舞台上与别的优秀的全世界卫星导航系统同场比赛。時间返回1994年，英国的卫星导航系统(GPS)早已完工，乌克兰的“格洛纳斯”将于一年后进行24颗导航栏卫星十二星座的组网方案，二者均斥资数百亿美元，中国那时候还不具有那样的整体实力。

早在1983年，为谋化中国自身的卫星导航系统，“两弹一星荣誉奖牌”获奖者、中国工程院院士陈芳允就明确提出了“双星精准定位”构想。说白了“双星精准定位”，即运用二颗地球上静止不动路轨卫星与路面系统软件相互配合完成地区精准定位。而英国 GPS 选用的是4星精准定位法，求得室内空间座标(X、Y、Z)和時间座标这4个未知量，必须4个方程组，因而必须4颗卫星的数据信号才可以开展精准定位。比较之下，“双星精准定位”可以用较少的花费、在短期内内完工一个区域系统。为认证这一构想，陈芳允工程院院士精英团队在1989年干了一次取得成功实验，精密度遥远超出预估。

卫星导航系统的必要性在1990年伊拉克战争中获得了反映。那时候还在建设中的英国 GPS 初次被应用到实战演练，明显提升 了武器装备制导技术精密度和严厉打击实际效果，英国乃至在伊拉克战争汇报总结里将获得胜利归纳为“GPS 的获胜”。

另据中共上海市委中央党校副教授职称时青昊发文回望，1993年7月，中国“银河号”货船行车至印度洋海域时，该船所属水域的 GPS 服务系统被有意关掉，造成 船舶迫不得已在霍尔木兹海峡停滞不前三周，这件事情促进中国权威专家联名鞋“奏疏”，提议起动中国卫星导航系统工程项目。

1994年，北斗一号自动化控制宣布项目立项。中国的北斗卫星导航系统依照“三步走”发展战略基本建设。第一步，2000年完工北斗一号系统软件(北斗卫星导航栏实验系统软件)并交付使用，为中国客户出示服务项目；第二步，2012年完工北斗二号系统软件，为亚洲地区客户出示服务项目；第三步，2020年完工北斗三号系统软件，为全世界客户出示服务项目。

“北斗一号系统软件解决了在我国卫星导航系统是否的难题。”杨长风曾那样汇总。2000年，二颗北斗导航栏实验卫星依次取得成功发送并构成北斗一号系统软件，中国变成继英国、乌克兰以后第三个有着独立卫星导航系统的我国。

打个好看的攻坚战

殊不知，那时地球上空中80%的“金子导航栏频率段 L 频率段”绝大多数早已被英国和乌克兰占有。2000年4月17日，中国向国际电信联盟明确提出频率段申请办理，同一年6月5日，欧盟国家伽利略卫星导航系统也明确提出了申请办理。国际电信联盟准许了一小段頻率供世界各国平等原则，应用标准是以申请办理时间刚开始测算，七年内进行卫星发送入轨和数据信号接受，“首先用先得”，“逾期作废”。

伽利略系统早中国北斗二号系统软件2年起动，并于2005年12月发送了第一架实验卫星，交给中国的時间愈来愈急迫。

另外，北斗二号系统软件也要处理另一个难点。本准备从欧州引入关键器构件星载原子钟，殊不知国际交流路面却屡次受到限制。这也坚定不移了北斗人坚持不懈关键技术自主可控的信心，在我国机构了3家企业另外下手科技攻关，总算攻破此项核心技术！让中国星上配用了“中国钟”。

星载原子钟就好似一块“腕表”，为卫星导航栏客户出示精准的時间数据服务，高精密的時间标准技术性是卫星导航系统最关键的技术性，立即决策着系统软件精密度，对全部工程项目成功与失败起着关键性功效，其必要性好似人的大脑。

杨长风说，星载原子钟的精密度通俗化指标值是十万年差一秒，而北斗三号卫星配用的星载原子钟精密度做到了三百万年差一秒。

2007年4月14日，所有完成检测提前准备恰当的北斗二号系统软件第一架卫星取得成功发送。4月16日晚，在间距頻率无效仅有不上4钟头的最终紧要关头，路面收到了这颗卫星传出的数据信号并获得了国际电联的官方网评定，挽救了中国不断发展趋势北斗系统软件的合理合法室内空间部位和頻率資源。

“北斗三号系统软件较大 的挑戰则是完成星间链接。”杨长风详细介绍说。国防科大、中国研究院、中国空间技术研究所各自机构团队科技攻关。2015年3月，由中国科学院细微卫星自主创新研究所研制开发配用星间链接的卫星发射成功，同一年8月，由中国空间技术研究所研制开发的二颗北斗三号实验卫星取得成功在轨创建星间链接。

星间链接是北斗全世界组网方案基本建设的重要。“另外，星间链接也提升 了精度等级。”杨长风说。

促进北斗运用

2020年6月23日早上，北斗三号最终一颗组网方案卫星在西昌卫星发送管理中心取得成功起飞。到此，北斗三号系统软件全世界十二星座布署顺利完成。

北斗三号系统软件的30颗卫星包含24颗中圆地球轨道卫星、3颗歪斜地球上同步轨道卫星和3颗地球上静止不动路轨卫星。

与北斗二号对比，北斗三号系统软件的服务项目特性进一步提高。在全世界范畴内，北斗三号卫星遍布更加匀称，全世界随意地区随意時刻由此可见卫星8颗之上，且十二星座易用性做到100%。北斗三号系统软件在出示基础导航定位校时服务项目的基本上，还出示了国际性救援、星基提高、精细点射精准定位、路基提高、地区大空间短报文格式、全世界短报文格式等特色服务。

“北斗系统软件的短报文格式服务项目是海外别的一切一个全世界卫星导航系统也不具有的。”杨长风详细介绍说，特别是在受灾地区通讯中断、电力工程终断的紧急状况下，能够应用卫星数据信号传送信息内容，完成通讯和精准定位。

2008年汶川大地震，开启受灾地区老百姓第一条应急车道的援救军队就运用北斗短报文格式提升了通讯盲区，向外部通告了自然灾害，供总指挥部立即做出管理决策。

北斗系统软件的产业发展规划也完成了天翻地覆的转变。据统计，2020年上半年度申请办理入网许可证适用北斗精准定位的智能机做到80%，中国北斗终端设备社会发展拥有量从2012年的23亿元台/套激增到2019年的超出7亿台/套。

2019年中国卫星导航栏与手机定位服务产业链整体年产值达3450亿人民币，北斗相关产品早已出入口120多个国家和地区，向亿级之上客户出示服务项目。伴随着“北斗＋”和“＋北斗”运用的大力开展，北斗系统软件综合性经济效益将更为明显。

“建好北斗系统软件是大家的初心使命，用好北斗系统软件则是大家的锲而不舍追求完美。”这也是杨长风一直以来积极主动促进的工作中。“北斗系统软件做为全世界最优秀的全世界卫星导航系统，它的运用只受人们想像力的限定。”杨长风举例说明详细介绍，现阶段在我国根据北斗系统软件完工了世界最大的车联网平台，已有近700万辆的路面营运车辆安裝了北斗终端设备。服务平台服务项目至今，中国交通运输特重大安全事故产生起数和身亡下落不明总数降低50%之上。

2020年11月底，在由广东市人民政府、国家发展和改革创新联合会、科学技术部、工业生产和信息化管理部相互举办的2020年全球5G 交流会上，杨长风在中心思想演说中表明，“根据北斗和5G 互相赋能，将合理提升单一系统软件的局限，完成室内室外无缝拼接定位导航，将高精密服务项目从户外拓展到房间内、别墅地下室等遮掩室内空间”，“将来高精密位置信息会像水、电和互联网技术一样深层次服务项目群众日常生活。”