杨长风等:加快建设下一代北斗系统 筑牢国家时空信息服务重要基石******
2020年7月31日,习近平总书记向世界宣布北斗三号全球卫星导航系统正式开通,标志着北斗“三步走”发展战略圆满完成,北斗迈进全球服务新时代。
北斗卫星导航系统是我国独立建设运行的全球卫星导航系统,是联合国全球卫星导航系统国际委员会明确的全球系统核心供应商之一。北斗三号全球卫星导航系统的建成开通,是我国攀登科技高峰、迈向航天强国的重要里程碑。北斗卫星导航系统开通服务两年以来,持续运行稳定,性能稳中有升,产业快速发展,服务亿万大众,成为国家重大战略性时空信息基础设施。进入新的历史阶段,面对世界卫星导航新一轮竞技和用户不断增长的泛在时空信息需求,应深入贯彻新发展理念,加快建设下一代北斗系统,并以北斗为核心构建国家综合时空体系,抢占未来发展制高点,着力构建新发展格局,努力实现高质量发展。
迈上全球服务新阶段,树立精稳运行高标杆
北斗三号全球卫星导航系统仅用两年半时间高密度发射18箭30星,且组网发射“零故障”,创造了世界卫星导航发展史上的奇迹。
精度世界一流。北斗系统通过创新星座构型、构建星间链路、优化信号体制等多种技术创新,在全球范围实现一流精度。国际卫星导航监测组织及监测评估系统实时对我国北斗、美国GPS、俄罗斯格洛纳斯、欧洲伽利略系统等全球系统监测评估结果表明,北斗系统全球定位精度优于5米,在亚太地区的精度更高,超过美国GPS、俄罗斯格洛纳斯等系统,服务性能世界一流。同时,北斗系统还可提供差异化的高精度和高完好服务,构建天地基增强服务体系,在我国及周边地区通过星基增强、精密单点定位和地基增强服务,为用户提供从米级到分米级、厘米级和事后毫米级的高精度服务,以及I类精密进近完好性服务,进一步满足用户高性能的导航定位需求。
服务功能强大。北斗系统突破卫星导航多体制兼容和一体化设计系列关键技术,在卫星平台上实现7大服务、3个频点8个信号的集成融合设计,不仅可以向全球用户提供基本的定位导航授时服务,还具备多种特色服务功能。其中包括向全球用户提供的全球短报文通信和国际搜救服务,向我国及周边地区用户提供的区域短报文通信、星基增强服务、精密单点定位和地基增强服务。北斗系统多信号的融合播发,有利于用户获取更多的可用信号,有利于提升用户高精度定位的效率,提升导航定位的可信度和可靠性。
运管高效有力。北斗全球系统由30颗卫星、数十个地面站,以及卫星与卫星、卫星与地面、地面与地面间数百条链路构成,是我国迄今为止规模最大、覆盖范围最广、服务性能要求最高的巨型复杂航天系统,也是国际上第一个实现星地一体组网业务化运行的全球卫星导航系统。针对北斗系统庞大复杂、一体运行要求高、运行管理模式新等特点,创新构建中国特色的北斗系统运行管理体系。管理层面,充分发挥新型举国体制优势,建立集中统一的组织机构和工作机制,构建高效运转的管理机制和多方联保机制;技术层面,大力实施数据融通与智能运维工程,推动运管向智能化方向发展,运管水平大幅提升。
运行连续稳定。卫星导航系统作为提供时空信息服务的基础设施,连续稳定运行是重要要求,服务中断将直接影响用户使用。北斗系统的建成开通不是终点,而是新的起点。高稳定运行能力和高可靠连续服务,是北斗系统进入全球服务时代的新标尺。从世界上其他全球卫星导航系统运行来看,均出现过服务中断或服务偏差等问题。例如,2019年,欧洲伽利略系统因地面段升级造成精密时间设施故障,服务持续中断117小时,引发国际卫星导航领域高度关注。北斗系统自2012年12月27日向亚太开通服务以来,至今服务“零中断”;2020年7月31日向全球开通服务以来,系统运行连续稳定,系统性能稳中有升。
培育壮大时空服务产业,助力高质量发展
“天上好用,地上用好。”实现应用服务是北斗系统建设的出发点,也是落脚点。近年来,我国卫星导航与位置服务产业保持年均20%左右的稳健增长,2021年总产值达4690亿元,北斗规模应用进入市场化、产业化、国际化发展的关键阶段。
促进产业生态健康发展。作为我国战略性新兴产业,卫星导航产业经过十余年发展,已形成涵盖芯片、模块、天线、板卡、终端和服务全链条的完整产业链,芯片工艺从130纳米提升到14纳米,尺寸从150多平方毫米缩小到5平方毫米。近年来,北斗兼容型芯片模块销量超过亿级规模,北斗产业化发展写入国家“十四五”规划和2035年远景目标纲要,各地方、各行业也陆续出台相关规划和政策。目前,我国已建立北斗基础产品检测认证、北斗导航专利优先审查等机制,成立全国北斗卫星导航标准化技术委员会,卫星导航基础产品自主优质供给不断扩大,卫星导航专利累计申请量保持全球第一,百余项重要标准先后制定发布,北斗产业生态持续健康发展。
保障国民经济命脉安全。北斗深度融入我国国民经济多个领域,通过提供精准、可靠的时空基准信息服务,实现显著的经济效益和社会效益。在交通运输领域,建成全球最大的车联网平台,截至2021年底,国内超过780万辆道路营运车辆、4万多辆邮政快递干线车辆已应用北斗系统,大幅提升我国综合交通管理效率和运输安全水平。在通信领域,与中国移动合作在全国范围建设超过4000座北斗地基增强基准站,建成全球规模最大的5G+北斗高精度服务系统,可面向全国广大地区提供高精度定位服务。在电力领域,已完成超过2000座电力行业北斗地基增强基准站部署,为无人机自主巡检、变电站机器人巡检、杆塔监测等提供高精度服务。在救灾减灾领域,已建成多级服务平台,应用北斗终端约5万台,成功预警甘肃黄土滑坡、湖南石门山体滑坡等自然灾害。随着新基建战略的布局推动,北斗加速融入并持续护航电力电网、金融、电信、信息网络等基础设施建设,为国民经济命脉安全稳定运行提供有力保障。
赋能经济社会产业发展。北斗广泛进入民生领域,正在催生“北斗+”和“+北斗”的新业态、新模式,深刻改变人们的生产生活方式。以智能手机和智能穿戴设备为代表的北斗大众领域应用获得全面突破,包括智能手机器件供应商在内的多家国内外主流芯片厂商与北斗达成合作。2021年,在国内智能手机出货中,支持北斗系统的达3.24亿部,占总出货量的94.5%。在智慧家居、智慧社区、智慧文旅、智慧教育等涉及大众生活的数字化应用场景,北斗精准统一的时空服务正加快与物联网、云计算、大数据、人工智能等新技术融合,促进经济社会提质增效发展。
推动构建人类命运共同体。中国的北斗,也是世界的北斗。北斗全球系统的建成是我国为全球公共服务基础设施建设作出的重大贡献,也对推动构建人类命运共同体具有深远意义。北斗积极推动国际化发展,务实开展国际合作,与其他卫星导航系统兼容共用、共同发展,携手为全球用户服务。积极履行全球系统核心供应商的责任担当,广泛参与联合国框架下多边协调交流活动,成功加入国际民航、海事、通信、搜救等国际组织标准,服务国际主要行业应用。根据不同国家、不同行业应用需求,提供定制化的北斗应用解决方案,国产北斗应用产品输出到全球半数以上的国家和地区,东盟、南亚、东欧、西亚、非洲、阿盟等用户陆续加入北斗“朋友圈”,北斗应用惠及全球,为世界贡献中国智慧和中国力量。
加快建设下一代北斗,打造竞争新优势
2020年,世界卫星导航发展进入新纪元,全球四大卫星导航系统和日印等区域系统均已提供服务,并瞄准2035年前后形成新的竞争优势。展望未来,北斗系统要应势而上、承上启下,不断开拓创新,打造竞争新优势。
卫星导航进入新一轮国际竞技。当前,全球在轨运行服务的卫星数量有近140颗,世界卫星导航全面进入多系统服务新阶段。为进一步提升系统能力和全球竞争力,世界各主要卫星导航国家瞄准更高精度、更多功能、更加安全,均在规划和部署新一代系统。美国计划2034年前完成32颗GPSIII系列卫星部署,欧洲计划2035年前完成第二代伽利略系统建设,俄罗斯计划2030年建成以新一代卫星为主体的导航星座,新一轮世界卫星导航新竞技态势日益凸显。
创新升级北斗系统。面对创新超越的重要机遇期,北斗要创新系统架构,在现有中高轨混合星座基础上,紧抓商业航天发展机遇,构建高中低轨混合星座,实现全球分米级高精度服务能力;要加强核心攻关,加快激光星间链路、数字化载荷、新型原子钟等对系统精度和安全性提升有关键影响的核心技术和产品研发;要创新运维模式,推动监测资源天基化、时空基准天基化、地面系统一体化、运维能力智能化发展;要强化特色功能,实现更大容量、更高速率、更低功耗的短报文通信能力和全球随遇接入能力,全面提升系统性能、拓展服务功能、强化安全可信。
构建综合时空体系,擘画未来发展新愿景
习近平总书记指出,北斗系统将面向“一带一路”国家和地区开通服务,2020年服务范围覆盖全球,2035年前还将建设完善更加泛在、更加融合、更加智能的综合时空体系。
当前,我国正在积极推动以北斗为核心构建国家综合定位导航授时(PNT)体系,满足万物感知、万物互联和万物智能时代的时空信息服务需求,支撑新一轮科技革命和产业变革。
融合多种手段满足泛在可信需求。人类获取时空信息的手段经历了自然地物导航、机械装置导航、无线电/惯性导航、卫星导航四个阶段。目前,卫星导航满足了全球地表及近地空间内用户普适的低成本PNT需求,但由于无线电信号具有信号易被遮挡和干扰等固有特性,卫星导航应用存在一定局限。例如,在复杂电磁环境下易受干扰和阻断,信号穿透障碍能力受限,在隧道、峡谷、密林、高楼、室内等区域,有时无法正常使用,而且难以抵达深海、深空。面对人类活动空间逐步扩展到陆海空天全域和更加泛在安全的应用需求,要综合发展卫星导航、惯性导航、室内导航、水下导航、深空导航等多种导航技术,融合5G、大数据、人工智能等新技术,形成陆海空天一体、室内室外无缝衔接的时空信息服务能力。
以北斗为核心构建综合时空体系。卫星导航虽然存在一定的使用局限,但在各种定位导航授时手段中,以其全球覆盖、全天候、全天时、高精度、便捷性、低成本等独特优势,既是目前人类社会使用最广泛的PNT手段,也是为其他各类PNT手段提供统一时空基准的重要基础。相比卫星导航,任何其他PNT手段都不能兼具上述优势,缺少卫星导航,将导致PNT体系碎片化发展。当前,我国正在推动以北斗系统为核心的国家综合PNT体系建设,2035年前,我国将建成基准统一、覆盖无缝、安全可信、高效便捷的国家综合时空体系,通过体系融合聚能、赋能、生能、强能,为未来智能化、无人化发展提供核心支撑。在不远的未来,从室内到室外,从深海到深空,用户均可享受全覆盖、高可靠的导航定位授时服务,北斗卫星导航系统将更好地服务全球、造福人类。
作者:杨长风 卢鋆(杨长风系中国工程院院士,北斗卫星导航系统工程总设计师;卢鋆系北斗地面试验验证系统副总设计师,北京跟踪与通信技术研究所高级工程师)
来源:《中国网信》2022年第5期
习主席在达沃斯论坛这样破解时代之问****** 一样的达沃斯风雪,不一样的世界风云。 时隔三年,各国嘉宾再次来到冬季的瑞士小镇达沃斯,参加于当地时间16日开始的世界经济论坛2023年年会。历经新冠疫情、乌克兰危机升级等重大事件,人们更加深刻地认识到,世界之变、时代之变、历史之变正以前所未有的方式展开。 全球经济脆弱、地缘政治紧张、全球治理缺失、粮食和能源危机叠加、南北差异拉大……世界怎么了,我们怎么办?这个摆在全人类面前的时代之问,迫切需要解答。 自2017年以来,中国国家主席习近平三次在达沃斯论坛发表演讲和致辞,从历史和哲学高度,阐释中国的经济全球化主张和构建人类命运共同体理念,深刻回答时代之问。深邃的思想穿越时空,愈发闪耀出真理的光芒,在大变局、大变革中愈发凸显引领的力量,在全球激发久久回响。 2023年刚开年,世界银行发布新一期《全球经济展望》报告,认为全球经济正“危险地接近陷入衰退的程度”。 放眼当今世界,多国滞胀的风险、多地冲突的硝烟、气候变化的危害、大国金融政策的负面外溢……全球焦点、热点、难点问题层出不穷,贫穷、分裂、动荡有增无减。 怎么看?“当今世界正在经历百年未有之大变局。这场变局不限于一时一事、一国一域,而是深刻而宏阔的时代之变。”——习近平主席洞悉时代之变,一语点明当今世界大势的根本特征。 怎么办?“世界上的问题错综复杂,解决问题的出路是维护和践行多边主义,推动构建人类命运共同体。”——习近平主席把握历史规律,展现信心勇气,为世界共迎挑战指明方向。 纵观历史,人类社会正是在战胜一次次考验中成长、在克服一场场危机中发展。只要在历史前进的逻辑中前进、在时代发展的潮流中发展,我们就能在危机中育新机、于变局中开新局,共同汇聚起战胜困难的强大力量。 从“充分利用一切机遇,合作应对一切挑战”,到“人类只有一个地球,人类也只有一个共同的未来”,到“各国不是乘坐在190多条小船上,而是乘坐在一条命运与共的大船上”……习近平主席在达沃斯论坛上生动真诚的话语,传递出一个鲜明主张:“团结就是力量,分裂没有出路。” 今年的达沃斯论坛年会以“在分裂的世界中加强合作”为主题。对习近平主席的主张,世界经济论坛总裁博尔格·布伦德深表认同。他说,应对全球性问题的出路是全球性解决方案。“中国坚定推动自由贸易,为团结各方发挥了重要作用。” 展望疫情后的世界,世界经济论坛常务董事萨迪亚·扎希迪有些忧心忡忡:疫情和地缘政治冲突将对世界经济造成深远影响,可能使过去多年的努力成果损失殆尽。 “如何建设疫后世界?”习近平主席在2022年世界经济论坛视频会议上的发问,道出各国人民的共同关切。 摆脱疫情阴霾、合力走出危机、实现经济复苏是各国人民的普遍心声。然而,世界范围内“脱钩”“断链”的噪音、杂音依然不绝于耳。那些以邻为壑、搞零和博弈者,打造“小院高墙”“平行体系”者,搞封闭排他的“小圈子”者,掣肘世界经济复苏,让经济全球化遭遇逆流、险滩。 经济全球化何去何从?习近平主席在达沃斯论坛上作出明确回答:“世界经济的大海,你要还是不要,都在那儿,是回避不了的。想人为切断各国经济的资金流、技术流、产品流、产业流、人员流,让世界经济的大海退回到一个一个孤立的小湖泊、小河流,是不可能的,也是不符合历史潮流的。” 2022年1月,习近平主席在2022年世界经济论坛视频会议上再次强调:“经济全球化是时代潮流。大江奔腾向海,总会遇到逆流,但任何逆流都阻挡不了大江东去。动力助其前行,阻力促其强大。” “大海”“大江”,浩浩荡荡。和平、发展、合作、共赢的世界大势,不可阻逆。 坚持拆墙而不筑墙、开放而不隔绝、融合而不脱钩,推动构建开放型世界经济,才能将世界经济带出低谷。 大道至简,实干为要。无论是服贸会、广交会,还是消博会、进博会,场场人气满满、佳绩连连,中国主动与世界分享发展机遇,“投资中国就是投资未来”已成为普遍共识。外资准入负面清单持续缩减,海南自贸港扬帆起航,陆海新通道加快推进,内外联动、东西互济的全面开放新格局正在形成。从亚洲到欧洲,从非洲到拉美,中国“一带一路”项目高质量发展不断取得新成效,惠及各国民众。 “始终支持经济全球化”“坚定实施对外开放基本国策”“推进高质量共建‘一带一路’”“进一步融入区域和世界经济,努力实现互利共赢”——习近平主席反复宣示,开放的中国,始终以自身新发展为世界提供新机遇,始终站在历史正确的一边。 当今世界,两种场景同时上演:一边是粮食和能源价格上涨,加速“出产”亿万富豪,资源和财富继续向少数人集中;另一边则是全球人类发展指数连续两年下降,数亿人遭遇饥饿、贫困等生存危机。联合国秘书长古特雷斯感叹:人类正日益分裂。 南北鸿沟继续拉大,发展断层、技术鸿沟等问题更加突出,越来越多的人开始思考:世界需要什么样的发展? “大道之行也,天下为公。”习近平主席2017年在达沃斯论坛年会上强调,要让发展更加平衡,让发展机会更加均等、发展成果人人共享,就要完善发展理念和模式,提升发展的公平性、有效性、协同性。 2021年9月,习近平主席在第76届联合国大会一般性辩论上提出全球发展倡议,呼吁国际社会关注发展中国家面临的紧迫问题。全球发展倡议,坚持发展优先,坚持以人民为中心,坚持普惠包容,坚持创新驱动,坚持人与自然和谐共生,坚持行动导向。这是中国推动构建人类命运共同体的又一生动实践,为破解发展难题贡献了中国智慧和中国方案。 “各国一起发展才是真发展,大家共同富裕才是真富裕。”“只有解决好发展不平衡问题,才能够为人类共同发展开辟更加广阔的前景。” 谋度于义者必得,事因于民者必成。全球发展倡议,得到国际社会热烈响应。联合国秘书长古特雷斯说,这一倡议正当其时,联合国予以明确支持并愿与中国就此开展合作,同各国一道推进落实。目前,已有100多个国家和多个国际组织支持倡议,近70个国家加入“全球发展倡议之友小组”,全球共谋发展的力量在不断壮大。 “我们是同处一个星球的人类命运共同体。”世界经济论坛创始人克劳斯·施瓦布在其思考疫后时代走向的著作中这样写道。 “我们今天所作的每一个抉择、采取的每一项行动,都将决定世界的未来。”一次次深刻阐述,一次次真诚呼吁,习近平主席在达沃斯论坛发出的声音穿越时空,为解决人类面临的共同问题贡献智慧与力量,为变乱交织的世界提供宝贵的确定性和稳定性。新时代中国将与世界上一切进步力量一道,坚定维护和践行多边主义,向着构建人类命运共同体的正确方向,让和平与发展的阳光普照大地,携手开创更加美好的未来。 策划:倪四义、李拯宇 监制:冯俊扬、常爱玲 统筹:谢鹏、韩墨、傅云威、闫珺岩、焦旭锋 主笔:乔继红、宿亮、陈杉 记者:陈俊侠、陈斌杰、谢照、李超、王亚光、许缘、邓仙来、黎华玲、谢江 编辑:韩梁、赵嫣、张远、孙浩、刁泽 摄影:高磊 视觉:赵丹阳、洋葱画视 后期:马发展、相昌盛 新华社国际部、新媒体中心联合制作 新华社国际传播融合平台出品 中国网客户端 国家重点新闻网站,9语种权威发布 |