北斗垂莽苍 开闭天门路(上)

目录
1.北斗的技术优势
2.北斗的应用场景
3.走向全球的北斗

近日,我国科学家研究出全世界最精准的原子钟,超越了全球所有正在从事的此项研究,成为校准所有技术现象的世界标准。原子钟是一种可以用最高精度度量所有技术现象甚至自然现象的精密装置,原子钟越精准,卫星群定位的精度就越高。当这个原子钟被应用于校正北斗卫星导航系统时,精准性将更上层楼。
中国科学家在一次次探索中创新突破和迭代升级,用中国智慧快速推陈出新,不但为北斗品牌筑起牢不可破的技术壁垒和护城河,也为北斗走向世界前列,成为全球头部品牌打出了一片天。中国北斗也因为更强的技术优势,在全球应用中更加大放异彩和更好的造福人类社会则是水到渠成的必然结果。
太行何艰哉 北斗不可斟
“北斗居天之中,当昆仑之上”。两千多年前,中国先民就在古籍《尚书纬》中留下关于北斗七星的古老记载。在漫长的历史长河中,北斗七星曾是中国古人寻找方向最可靠的坐标。
曾经,美国的GPS、俄罗斯的格洛纳斯、欧洲的伽利略导航系统三分天下。彼时,技术最为成熟的GPS,可以无间断地为全世界提供免费导航服务。我国过去也一直使用GPS,并一度占据国内95%以上的市场份额。
1983年,根据国内外航天发展形势及我国国情,中国科学院学部委员、曾任我国第一颗人造地球卫星测控系统总设计师的陈芳允首次提出研制“双星定位通信系统”,即利用两颗地球静止轨道通信卫星实现区域快速导航定位的设想。据中国空间技术研究院编写的《精神的力量——航天精神引领中华民族探索浩瀚宇宙》记载,80年代我国对于要不要立即启动耗资巨大的导航卫星工程存有顾虑。1991年,GPS第一次以武器制导的形式在海湾战争大获成功,美国人甚至将海湾战争归结为“GPS的胜利”,中国从这场现代战争中感受到了拥有自己导航卫星的重要性。
中国北斗和任何科技品牌的诞生一样,都要讲究天时地利人和。在基础理论和基础技术积累还不成熟贸然上马,创新突破更是难上加难。无具体明确的应用需求,品牌研发不但缺少具体应用场景的需求拉动和推动,更易囿于小众,巨大投入更难转化为经济效益和市场效益。再次,尖端前沿技术从0到1启动和上马,不但需要行业资深专家深刻洞察、提倡,更需要集思广益反复论证,就像当年的三峡工程和大型粒子对撞机,避免技术误判和战略误判而丧失时机或主动权。
1994年初,《关于印发〈双星导航定位系统工程立项报告〉的通知》印发,并将其命名为“北斗”,标志着北斗一号正式上马。这一年,已经65岁的“两弹一星”元勋孙家栋被任命为工程总设计师,李祖洪任卫星总指挥、范本尧任卫星总设计师。他们组织带领400多家科研单位、30多万平均年龄只有31岁的科技人员,在面临一无技术、二无经验、三无人才、四无资源的“四无”局面下,正式踏上了北斗系统自研的长征之路。
市场需求和外部环境倒逼之下,北斗立项启动。尖端科技品牌从0到1的创新突破,离不开强有力的组织推动,从两弹一星到天眼北斗,从探月探火到大飞机C位出道,新型举国体制是中国科技创新突破和走向全球的重要保障。尖端科技品牌从0到1的创新突破,也离不开资深专家默默无闻的劈荆斩棘,他们的技术实力、战略眼光和实战经验,能带领团队避开礁石险滩,少走弯路,厚积薄发后创造奇迹。邓稼先、三钱、袁隆平等一长串浓墨重彩抒写传奇的名单,无不证明和延续着这种崇高精神。
北斗是中华民族天文探索最原始和最朴素的记录坐标,无论是夜观星象、辨别方向的北斗,还是诗词歌赋中的北斗,耳熟能详的北斗承载了一代代中国人探索神秘宇宙星辰的梦想和寄托。以北斗作为品牌名称,简洁易懂易记,不但体现了跨越时空的生命张力,也是传播中国文化和中国声音的自信所在。
立项6年后的2000年,北斗一号的首批两颗地球静止轨道卫星终于成功发射,北斗一号实验系统正式建成并开始投入使用。同年12月21日,北斗卫星02星发射。自此,北斗系统终于出现雏形,并开始了长达20年的北斗系统组网工程,2020年6月23日最后一颗组网卫星成功发射。随后中国向全世界宣布,历经26载,中国自主建设、独立运行的北斗三号全球卫星导航系统已全面建成,也标志着2020年争取实现北斗信号覆盖全球的目标顺利完成。
从双星定位通信系统构想到北斗一号实验系统,再到建成北斗三号全球卫星导航系统。中国研发人员历经筚路蓝缕、沐风栉雨突破之路,从无到有,步步攻克。不但实现组网发射“零故障“,也实现了集智攻关攻克星间链路、高精度原子钟等160余项关键核心技术,500余种器部件国产化研制,核心器件国产化率100%,创造了人类卫星导航发展史上的奇迹。
北斗一号是核心产品,北斗二号和三号是核心产品的升华和迭代。科技品牌先以核心产品构建技术底座,占据细分赛道。然后通过持续的研发投入和升级迭代,不断推陈出新,实现从单一品牌到品牌矩阵或者品牌生态构建天罗地网,筑造牢不可破的技术壁垒和狙击护城河,进而长久的占据垄断地位。用户一旦接触便身不由己,成为不能割舍的忠诚用户,顺利实现品牌溢价。品牌溢价带来充沛的现金流,保证了研发投入和做大做强,进而又巩固了强有力的市场竞争地位,依次反复循环。在商业领域,百度以搜索为核心产品,逐步构建了百度大脑、百度飞桨、阿波罗无人车品牌矩阵;字节跳动以推荐算法为武器,以头条为核心产品,逐步构建了抖音、西瓜视频、TikTok等品牌矩阵;苹果以手机为核心产品,逐步构建了Ipad、Ipod、 Itune品牌矩阵;马斯克以新能源车为核心产品,逐步构建了由火箭、移民火星、星链、脑机接口、机器人、卫星手机、超级高铁、高速地铁等构建的品牌生态;阿里云以飞天操作系统为核心,逐步构建了玄铁芯片、OceanBase数据库、钉钉等涵盖Iaas、Sass 、Pass品牌生态,都是遵循这一原理。
从卫星数量、运行轨道和高度、精准度、数据传输经济安全高效、覆盖范围几个核心指标分析,北斗已追平GPS,某些功能已完全超越GPS,成为全球名列前茅的卫星导航。
目前,北斗三代系统共计55颗卫星已覆盖全球并可实现全球联络,而GPS只有31颗卫星,还做不到覆盖全球。
北斗多颗高轨卫星,抗遮挡能力更强。即使在没有地面支持的情况下也可以实现60天自主运行,同时上下链路还不受大气电离层的干扰,在低纬度地区性能优势更加明显。北斗还提供多个频点的导航信号,能够通过多频信号组合使用等方式提高服务精度。新研发的原子钟甚至能达到百亿年误差不到1秒,除了校准北斗系统,还能帮助我国更加准确地定位地球上的任何物体,甚至太空中的各种运输工具。GPS校准器是晶体振荡器,远没有原子钟精度高。当前北斗在北美、非洲等地的定位精确度在5米左右,在亚太地区可以精确到2.5到3米。全球范围水平定位精度约1.52米,垂直定位精度约2.64米,测速精度优于0.1米/秒,授时精度优于20纳秒,北斗的精确度满足任何场景应用毫无任何障碍。
GPS只有定位和导航功能,它没有全球短报文、区域短报文、星基增强、地基增强、搜救服务、精密单点定位功能,也不支持语音通话,更不能像北斗一样在全世界任何地方如沙漠、雪山甚至是南极洲都能成功发送求救信号。
相关负责人表示,近期,北斗要解决水下导航、室内导航、深空导航信号弱的问题。中期,中国有望在2025年前建成天基低轨星座系统,届时全世界都会享受到北斗的厘米级定位服务。而在更远景的目标上,北斗还将在2035年前建设更加完善泛在、更加融合、更加智能的综合时空体系,即以卫星导航作为核心和基础,把现在认知里的各种各样技术融合在一起,让它更安全、更高性能、更可靠。更高精度的北斗进入手机里未来可期,届时开车可以实现车道级导航。如果叫出租车,可以让出租车闭着眼睛开到你的脚底下。总之,未来的北斗“仅受人类想象力的限制,没有做不到,只有想不到”。
一代代中国航天人前赴后继,书写了北斗从“人有我无”到“人有我有”的新篇章,更赋予北斗“人无我有、人有我优”的品牌新势能,也奠定了北斗一骑绝尘的品牌基因。

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