北斗三号首席总师谢军:北斗有今天,因为坚定不移走国产化道路

北斗三号完整的系统已经为全球提供定位导航授时、全球短报文通信、国际搜救等多种服务。

2020年7月31日,北斗三号全球卫星导航系统正式开通完成,这标志着北斗事业进入到全球服务新时代。从北斗一号向中国提供服务、北斗二号向亚太地区提供服务,到北斗三号向全球提供服务,中国北斗人在26年的时间里,完成了从奋起追赶到并跑超越的壮举。

如今,北斗三号已经在为全球上百个国家,上亿用户在智慧城市、交通运输、减灾救灾、农民渔业、气象环境等方面提供多样化的服务。

随着服务广泛和深入,我国的卫星导航系统“北斗”也被越来越多人知晓。不过,高科技背景令北斗略显神秘,而在其民用化过程中,各类蹭概念、伪北斗的项目又层出不穷。该如何正确认识北斗?北斗能给我们带来什么?

日前,北京市科学技术协会主办、北京科技记者编辑协会承办的科学传播沙龙活动,邀请北斗重大专项工程副总设计师、北斗三号卫星首席总设计师谢军进行了相关分享。

如何正确认识北斗?

“北斗卫星导航系统是国家的一项重大决策,是一个正式立项的工程研制任务,同时它现在也成为国家的一个重要的空间基础设施,它提供三大服务:定位、导航、授时,在国民经济发展的各个方面,在军事活动中都非常重要,它是基础的基础,基础的保障,基础的支撑。”谢军说。

现在,北斗三号完整的系统已经为全球提供定位导航授时、全球短报文通信、国际搜救等多种服务。基本导航服务的定位精准水平优于6米,测速精度优于0.1米/秒,授时精度优于10纳秒。

基于北斗系统,大量的应用新模态创新而生。谢军解释说,北斗导航系统分为空间段、地面段和用户段。卫星导航系统真正产生效益,或者说影响大家好和不好的时候,主要就是空间段的卫星和地面运行管理系统,“孙家栋院士说过一句话:‘天上要好用,地面要用好’,地面用好指的就是三段里的用户段,没有用户段,卫星导航系统一定没有办法直接为老百姓服务,为装备服务。”

谢军打了一个比喻,“如果我们只有农民种的粮食,像大麦、小麦、高粱,而没有大厨师,那我们肯定也没办法享受到农民的成果,就没有办法满足我们的幸福感。”北斗卫星导航系统就是无数科研人员共同劳动的一个成果,谢军说,“所以,希望公众能够真正的学习了解北斗卫星导航系统的一些基本信息,然后能在自己的生活中间,甚至一些企业家,能够更多地研发跟北斗相关地一些产品,服务百姓。”

对于时不时就出现的蹭“北斗”热点的一些现象,谢军也表示,北斗卫星导航系统已经延伸出一个完整的产业链条,北斗领域的科研人员主要关注卫星系统等方面的研发,也就是更多解决的是“天上要好用”,保证源头要好;至于服务平台方面,很多企业进行了创新大胆的探索,具体的应用新业态直接落地到具体的功能。千行百业可北斗,但这千行百业并不都纳入国家北斗研发工程中。“卫星导航系统的成果是怎么产生的,以及成果产生了以后,又是如何提供服务,公众应该对这个过程有所了解。”谢军说。

北斗有今天,因为坚定不移走国产化道路

北斗卫星导航系统从策划、设计再到研发,遵循的一个原则就是自主。“2010年之前,一些关键元器件还是要依赖进口,比如一些计算机处理芯片,一些存储器,但从2010年以后,核心部件和核心技术都是自主的,是我们自己研发出来的。”

谢军表示,北斗是国之重器,涉及到国家安全、国民经济发展,代表着国家科研实力和工业基础实力。“北斗系统整个工程建设,利用了大量国家工业基础科学研究的成果,同时,也牵引推动了一批科研成果和科研基础设施,北斗系统走到今天,就是因为我们坚定不移的走国产化这条道路。”

比如,目前直接服务于老百姓的原子钟就是最好的例子之一,谢军说,“不管是使用铷元素还是氢元素,原子钟里有一个最简单的结构,就是玻璃泡。这个玻璃泡的材料非常关键,在保证玻璃泡厚度的同时,透光性还要最好。这对材料的刚性、韧性和硬度都有要求。攻关过程中,科研人员试验了大量的玻璃材料,包括含碱的、中性的,最终才攻克了这个小小的玻璃泡制造难题。”

在谢军看来,北斗卫星导航系统是一个涉及多学科的复杂的大系统,除了材料,另一个难点就是做出来的结果如何证明在地面和在天上是一致的,“这对验证技术和试验技术都提出了非常高的要求。”

让谢军印象深刻的是北斗三号“收官之星”的发射。原本定于2020年6月16日发射,但因为发射前推力系统的一个阀门出现了裂纹,不得不延期发射。“正常试验都做完了,但做完了一次试验会不会对材料产生影响,有的时候没有办法进行测试。”所以,对于阀门出现了漏洞,谢军也表示“非常幸运”,“如果在地面不发生问题,等点火了以后在天上发生问题,就意味着这次任务的失败。而地面发生问题后造成的任务推迟,对我来讲都是可以接受的,任务成功才是硬道理。”

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