中國四分之三的智能手機里都有它，你該了解一下。

　　文/劉景豐

　　來源：甲子光年（ID：jazzyear）

　　6 月 23 日 9 時 43 分，最后一顆北斗組網衛星在西昌衛星發射中心發射成功。

　　至此，中國耗時 26 年、投入超過 120 億美元、先后發射 59 顆衛星的自研衛星導航系統終于建成。

　　這意味著中國有了自己的全球導航定位系統，徹底結束了依賴 GPS 的歷史。

　　這也意味著，北斗將向目前仍占據著 1.2 萬億全球衛星導航產業中 90% 市場份額的 GPS 導航系統發起新一波沖擊。

　　有多少成績，就要付出多少汗水。回顧 26 年的北斗研發與組網歷程，有核心設備被卡脖子的無奈，有以 4 小時險勝頻率之戰的驚險，也有沖破封鎖后一年發射 18 顆星的自豪。

　　北斗的歷史，凝結著中國科技在封鎖環境中仍努力自主創新的實踐經驗。在當下這個多事之秋，北斗 26 年來時路，對中國新一輪的科技自主創新是一個重要借鑒。

　　1. “雙星定位”的北斗一號

　　導航系統的誕生，最早源于戰爭需求。

　　20 世紀 90 年代初，美國等國家發動對伊拉克的海灣戰爭。

　　這場戰爭一反傳統作戰方式，美國祭出大量精確制導武器。結果，戰爭僅用 40 余天便結束，美軍以 146 人陣亡、467 人受傷的代價取得戰爭勝利。相比之下，戰敗的伊軍傷亡人數達 10 萬。

　　事后美國在對這場戰爭的總結報告中，將勝利歸功于一項新技術——美國于 1973 年開始研發和建設的 GPS。

　　正是借助 GPS 的定位、導航能力，精確制導武器可以極高的命中率直達目標，既避免傷及無辜，又大大提升作戰效率。

　　從此，便流傳出一句軍事名言：誰能掌握衛星導航的優勢，誰就掌握了戰爭主動權。

　　其實除了大家都能想到的定位、導航之外，衛星導航系統還具有精確授時、測速等功能，在關系國民經濟生產安全的諸多領域都扮演著重要的角色。比如在人們已經習以為常的高鐵中，導航系統在不依賴于地面設備的情況下能全天候為列車進行定位和測速，從而避免列車追尾；在電網中，電廠、變電站的電力自動化設備、安全自動保護設備、故障記錄等智能設備需要同步運轉，此時就用到導航衛星的授時功能；甚至人們天天使用的共享單車，也依靠定位系統實現電子圍欄停車。

　　不僅如此，在無人駕駛、測繪、出海航行、災害救援等眾多領域，導航系統發揮著無可替代的作用。

　　而在戰時狀態，一旦導航系統不受自己控制，那么精準制導武器的精準性、飛行路徑就無法保證。嚴重的情況下，武器甚至無法作戰，形同廢鐵。

　　可以說，衛星導航系統就像國家和人類的第三只眼睛，觀測著地球上發生的一切行為。

　　早在 20 世紀 60 年代，中國就開始研究利用衛星進行地面定位服務。但由于當時國力較弱等原因，這一計劃并未實施。

　　1985 年 10 月，“863”計劃倡導者、中科院院士陳允芳在中國科學院和解放軍原總參謀部測繪局聯合召開的會議上提出了一個大膽的構想：用兩顆地球靜止軌道衛星，就可以覆蓋中國區域，并對地面目標和海上移動物體進行定位導航，還能兼具通信功能。

　　這一構想，日后被稱為“雙星定位”理論。

　　1989 年 9 月 25 日，在北京一處不足 30 平米的臨時機房里，陳允芳首次用兩顆衛星演示了“衛星定位系統”。次日，新華社發布消息：我國利用兩顆衛星將快速定位、通信和定時一體化并獲得理想的實驗數據……

　　陳允芳演示的，正是日后北斗一號系統的雛形。

　　這次實驗，給了中國人極大的信心——中國有能力造出自己的導航系統。

　　但由于沒有合適的時機，自建衛星導航系統的想法一直沒被重視。海灣戰爭讓一些有遠見的科學家意識到衛星導航系統的重要性。而此后發生的“銀河號”事件，則讓中國人意識到自建衛星導航系統的必要性。

　　1993 年 7 月 23 日，中國“銀河號”貨輪載著制造化學武器的原料運往伊朗。當貨輪行駛到印度洋上，突然停止了——導航沒有信號，船員不辨方向，無法繼續前行。隨行船員還以為是信號設備出了故障，結果怎么維修都無濟于事。后來才得知，原來是美國懷疑中國向伊朗輸送武器，故意停掉了該船所在海域的導航信號。

　　這一消息傳回國內，讓許多航天科學家和國防人員意識到自主導航的重要性。隨后，中科院院士孫家棟找到時任國防科工委副主任的沈榮駿，稱“發展衛星導航，刻不容緩，勢在必行。”

　　結果兩人不謀而合，聯名向國家“上書”，建議啟動中國北斗衛星導航系統。

　　1994 年 12 月，北斗導航實驗衛星系統工程獲得國家批準。

　　而一旦想認真搞導航，中國馬上看到了困境和差距：

　　彼時，美國已在 GPS 工程上投入了超過 200 億美元，且每年維護費用高達 5 億美元；但當時中國的經濟基礎仍十分薄弱，研發包括航天在內 7 大領域技術的“863”計劃預算也才只有 100 億人民幣。

　　在早期研發導航系統的資金上，中美間的差距不止十倍。

　　有一個故事真實地反映這種窘狀。當時北斗工程的辦公室十分緊張，北斗系統副總設計師譚述森與 4 個人共處一個辦公室，而這間辦公室不足 20 平米，只能勉強容下幾個人的辦公桌。

　　好在，中國人有自己的智慧，窮有窮的辦法。既然不能一口吃個胖子，那就分三口吃。

　　于是，我國將導航衛星的建設分為三步：第一步僅覆蓋國內區域，第二步逐漸覆蓋亞太區域，第三步再覆蓋全球。

　　這也是 59 顆北斗衛星分屬北斗一號、北斗二號、北斗三號的由來——北斗一號為試驗階段，共發射了 4 顆實驗衛星，覆蓋國內區域；北斗二號有 14 顆組網衛星（實際上共發射了 23 顆），可實現亞太地區的覆蓋；北斗三號則包含 30 顆組網衛星（實際發射 32 顆），可實現全球覆蓋，精度可媲美 GPS。

　　當時的北斗項目，除了缺錢，更大的困難是缺技術、缺人才。

　　衛星導航系統是關系一國軍事安全的“國之重器”，而當時的西方國家在幾乎所有高科技領域都對中國實施嚴酷的技術封鎖。比如，在大推力電動振動試驗設備領域，20 世紀 80 年代以前國外對中國禁運 1 噸以上推力的振動平臺，90 年代后改為禁運 5 噸以上推力的振動平臺，后又改為禁運 9 噸以上的設備。

　　甚至 1996 年 7 月，包括美國、英國在內的 33 個西方國家又簽署《瓦森納協定》，對中國等國家實施軍用、軍民兩用商品和技術的控制清單，包括電子器件、計算機、傳感器、新材料等 9 大類高新技術被實施禁運。

　　在既缺錢又缺技術的情況下，北斗系統被逼出來了自己的“開創性”：

　　當時的北斗一號研發團隊，陳允芳、孫家棟等人沒有選擇采用 GPS 的無源定位技術，而是基于有源定位技術（定位時，用戶終端需通過導航衛星向地面控制中心發出一個申請定位的信號；無源定位則不需要），用兩顆地球靜止軌道衛星就可以對地面目標和海上移動物體進行定位導航，且能覆蓋中國及周邊區域。但北斗一號沒有高度信息。

　　而要完成相似區域的覆蓋，按照 GPS 和蘇聯的格洛納斯（蘇聯解體后由俄羅斯”繼承“）系統的原理，至少需要三顆衛星。

　　北斗一號的另一個特殊之處是，它還具備一般導航衛星沒有的短報文通信功能。這意味著北斗衛星同時具備衛星的 3 個主要應用方向——“通導遙”（即通信、導航和遙感）中的兩項。

　　這對當時的中國而言，可謂花小錢辦大事，一石二鳥。

　　立項 6 年后的 2000 年，北斗一號的首批兩顆地球靜止軌道衛星成功發射，北斗一號實驗系統正式建成并開始投入使用。

　　盡管北斗一號看上去簡陋，但意義非凡，憑借這兩顆衛星，中國成為繼美國、俄羅斯之后世界上第三個擁有自主衛星導航系統的國家。

　　2003 年，第三顆地球靜止軌道衛星發射，北斗實驗系統的性能進一步增強。

　　不過必須承認的是，雖然當時距北斗正式起步已過去 9 年，但北斗與 GPS 依然差距明顯。

　　北斗一號的定位精度為 20 米，授時精度為單向 100 納秒，短報文通信能力為 120 個漢字/次。相比之下，此時 GPS 不僅已覆蓋全球，且民用定位精度和授時精度分別達到 10 米和 10 納秒級別；軍用定位甚至已經精確到 1 米。

　　而北斗一號只能提供模糊的定位、授時功能，而且無法測速。這樣的北斗，不僅在商用領域沒有優勢（GPS 可在全球免費使用），軍用領域的價值也有限。

　　中國必須造出更精確的導航定位系統。

　　2. 心碎“伽利略”

　　缺錢、缺技術之后，中國作為導航系統戰場的后來者，還面臨著第三個資源型的挑戰——缺頻率。

　　中國要真正在北斗一號的基礎上提升衛星導航系統的精確性和擴大覆蓋區域，就要發更多衛星。而衛星上天的前提，是擁有合法的頻率軌位。

　　國際電信聯盟（ITU）分配給衛星導航系統的頻率資源是有限的，這是世界上想要發展自己的衛星導航系統的國家必爭的寶貴資源。而取得合法的軌位，需要先向 ITU 申報，并與相關系統進行協調。

　　1994 年，北斗一號啟動的同時，中國也開始在 ITU 的框架下啟動北斗導航衛星系統的頻率申請工作。

　　此時，導航衛星的“黃金導航頻段”L頻段已經被先發的 GPS、格洛納斯系統占領，中國只能申請次優頻率。

　　恰好，歐盟此時也在建設伽利略導航系統，同樣需要申請頻率。

　　到 2000 年，中歐前后腳向 ITU 提出了導航衛星系統的頻段申請：中國在當年 4 月 17 日先行動，不到兩個月后的 6 月 5 日，歐盟也向 ITU 提出了頻率申請。

　　最終，中歐兩方在 ITU 框架下拓展了 1164MHz~1215MHz、1260MHz~1300MHz 的導航衛星頻段。

　　不過申請頻率只是第一步。第二步則要與已上天的衛星系統進行頻率協調。

　　為此，從 2000 年起中國先后與 20 多個國家、地區和國際組織的 300 余個衛星網絡開展了頻率協調。

　　頻率協調并不是個容易活兒，首先就要說服對方，如何在不影響對方利益的同時實現頻率兼容。北斗頻率設計與國際協調首席專家譚述森參與了全過程。

　　經過復雜的頻率設計與周密的干擾仿真計算，譚述森創造性地提出了衛星導航頻譜共用與兼容性評估準則。方案最終贏得了其他衛星網絡的認可，北斗終于取得合法頻率。

　　然后才到了第三步：真槍實戰發衛星、傳信號的階段，這是一場爭分奪秒的“生死時速”。

　　因為根據 ITU 的規則，頻率資源要“先用先得”和“逾期作廢”，有效期以申請日期開始計算，只有 7 年。

　　這是北斗的第一道時間鎖——即中國必須在 2007 年 4 月 18 日零點之前成功發射導航衛星并成功播發信號。

　　而且中國不僅要和時間競賽，還要和一個不容小覷的對手競爭，那就是歐洲的伽利略系統。這是因為中歐雙方雖然分別向 ITU 申請了頻段，但是雙方導航系統的頻率在 1164MHz~1215MHz 段內高度重合。按照 IUT 的“先用先得”原則，雙方需要競爭頻率。

北斗和伽利略系統頻率分布

　　這就給北斗帶來了第二道時間鎖——必須比伽利略更快。

　　這兩道檻，栽了任何一道都是“一夜回到解放前”。

　　頻率一旦作廢，此前數年的準備、申請和協調工作就會前功盡棄；研發上，還得調整原有設備中的發射頻率標定點、晶體等設計與部件，以適配更換后的頻率，其過程極為繁瑣，幾乎等于從頭再來。

　　而好不容易申請、協調好頻率的北斗系統此時正遇到了“DDL（截止時間）的危機”。

　　在頻率下來后，中國北斗衛星導航系統管理辦公室立即開始組織立項和安排計劃。結果排下來一看，最早也要到 2007 年底才能發射首顆衛星，這比 2007 年 4 月 18 日零點的失效日期多了整半年。

　　要保住頻率，只能把發射日程提前半年。這在中國航天史上也是從來沒有過的事。

　　而此時的伽利略系統，無論在技術上還是工程進展上都領先于北斗，北斗勝出機會渺茫。

　　就在中國為此焦頭爛額之時，轉機出現了。

　　2002 年，伽利略導航計劃啟動。但由于當時歐洲正遭遇財務危機，伽利略計劃進展并不順利。

　　而且讓歐洲人頭疼的是，老朋友美國也不安分。

　　自蘇聯解體后，美國便沒了對手。放飛自我的美國開始奉行單邊主義外交政策。

　　2003 年，美國對伊拉克發動戰爭。這片跟歐洲隔海相望的土地上的戰火，讓歐洲人感受到了“單極世界”的危險。

　　時任法國總統的希拉克對外呼吁建立“多極化世界”，時任德國總理施羅德也對此表示支持。

　　在這樣的背景下，歐盟把目光掃向亞洲，決定把中國納入已啟動的伽利略計劃。

　　中國成為伽利略伽計劃中第一個非歐盟的參與國。

中歐伽利略計劃合作簽約儀式

　　中國加入伽利略計劃，不僅使歐洲一些國家的領導人賺足了政治資本，也使“伽利略”計劃捉襟見肘的財政狀況得到極大緩解，更給“伽利略”進入中國市場打下了基礎。

　　對中國而言，加入伽利略計劃也有實實在在的好處。按照計劃，伽利略導航系統是基于民用的全球衛星導航定位系統，非軍方控制、管理，且精度和可靠性都優于 GPS。在無需擔心軍事威脅的情況下，它不僅能為中國提供免費定位、導航和定時服務，還能讓中國學到先進的導航技術。

　　2004 年中歐正式簽署技術合作協議，中方承諾投入 2.3 億歐元的巨額資金，第一筆 7000 萬歐元的款項很快就到位了。

　　然而，政治場上總是風云變幻，政治家的臉說變就變。

　　中歐在伽利略項目合作上的喜悅持續了不到一年就消失了。

　　2005 年，歐洲各國的親美政治人物紛紛上臺，歐洲政治開始轉向，再次回到美國陣營中。

　　自然而然，歐洲航天局也與美國重歸于好。

　　當初為伽利略計劃投入巨額資金的中國，此時不僅沒得到與之相稱的對待，甚至待遇還不如沒投錢的其他非歐盟國家，如印度。

　　這“結局”令中方十分不滿。雙方在合作開發導航系統上的沖突越來越多。

　　同年，對合作已經失望的中國抽身離去，把精力重新轉移到北斗二號系統上。

　　北斗與伽利略，從合作走向競爭。

　　3. 四小時，險勝頻率保衛戰

　　在雙方開始合作的時候，中國就留了一手。

　　2004 年，北斗導航系統的第二步——北斗二號啟動。

　　此時，北斗二號在進度上已比歐洲的伽利略系統晚了 2 年。

　　隨著合作破裂，當年共同申請的頻率眼看將被昔日的朋友、今日的對手搶走。

　　2005 年 12 月 28 日，伽利略計劃的首顆實驗衛星“GIOVE-A”被順利送入太空軌道。

　　如果此時頻率被歐洲占去，那北斗第二步將面臨剛要抬腳便無路可走的窘境。

　　讓人意外的是，這顆伽利略實驗衛星并未開通頻率，只占了軌道沒占頻率。

　　為何衛星都上天了卻沒開通頻率呢？原因是沒錢。開通頻率需要花錢，但此時的歐洲手頭正緊。

　　不僅第一顆衛星上天沒開通信號，缺錢的歐洲還把伽利略計劃的第二顆衛星的發射時間推遲了兩年。原定于 2006 年發射的伽利略系統第二顆衛星 GIOVE-B 最終在 2008 年 4 月 27 日成功發射并向地球傳回了首個信號。那時北斗二號首星早已上天了一年多。當然這是后話。

　　回到 2005 年，伽利略計劃虛晃的一招，反倒給了北斗一個翻身機會。

　　只要在兩年內造出一顆星，北斗就有戲。

　　眼看北斗進展直追伽利略計劃，沒占到頻率的歐洲又使出了另外一招——用核心設備限制中國。

　　原本歐洲已經同意向中國出售導航衛星的核心設備——原子鐘，但在臨簽署合同時突然反悔。“實際上它（歐洲）是禁運，要控制這種高精尖的東西，不賣給我們。”北斗衛星導航系統總設計師楊長風在回憶這一風波時說。

　　這里有必要解釋下原子鐘。簡單理解原子鐘就如同一塊手表，是一種精確測量時間的時鐘，它以原子共振頻率標準來計算及保持時間的準確，這是世界上已知最準確的時間測量和頻率標準。它直接決定著衛星導航系統的精度，對整個工程的重要性如同人的心臟。

　　沒有原子鐘，就沒有校準的時間，導航衛星基本上就沒用了。

　　數次嘗到合作伙伴關鍵時候“掉鏈子”滋味的北斗研發人員，終于鐵了心——與其被別人卡脖子，不如自己造出原子鐘。哪怕技術弱一點，也要把主動權牢牢攥在自己手里。

　　按北斗總設計師楊長風制定的目標，中國自己研發的原子鐘誤差要達到 10 的-12 次方，即原子鐘每十萬年只出現一秒的誤差。

　　為了趕工期，北斗組建了中科院、航天科技、航天科工三支隊伍，同時攻關，并在基礎理論、材料、工程等領域同步進行推進。最終兩年之后，國產星載原子鐘被成功研制出來。

北斗系統的原子鐘

　　讓人欣喜的是，這款中國自主研發的原子鐘，性能指標比當初想買的歐洲原子鐘還要好。

　　消息傳到歐洲人那里，此時歐洲又同意賣給中國原子鐘，而且價格還比原來降了一半。

　　但中國仍堅持用自己的原子鐘。“我們造出了核心關鍵器部件，國產化的信心也增強了。”楊長風說。

　　2007 年 4 月上旬，趕在頻率失效前的最后幾天，衛星被運到發射基地，搭上發射塔架。

　　數年緊繃神經的北斗人，眼看就可以松一口氣了。

　　衛星最后的發射日期定在 4 月 14 日。這個日期已經很緊張了，如果一切順利的話，該星升空并回傳信號，北斗就能趕在 4 月 18 日頻率失效前完成頻率占用。

　　可是，好事總是多磨。

　　在發射前三天的第三次總檢查時，工作人員突然發現衛星上的應答機異常。

　　這個應答機，相當于人們用的手機，它讓天上的衛星和地面接收站形成互聯互通。應答機壞了，衛星就不能發射無線電信號，那就拿不到合法的頻率資源。

　　這一消息就像一盆冷水，潑在正沉浸于喜悅中的北斗人頭上。

　　“最關鍵的時候，出了這個問題，我們非常揪心。”北斗衛星導航系統總設計師楊長風說。

　　由于這顆衛星帶著占領頻率資源的“使命”，只能背水一戰。北斗科研人員只有 3 天的時間來解決這個問題。

　　為了確保衛星萬無一失，研發人員在細研究后決定對衛星“開膛破肚”。工作人員先爬上塔架打開火箭、撥開衛星，然后進去拿出有問題的應答機設備，這過程不能有絲毫的不當操作，否則其他系統受到損害麻煩將更大。

工作人員爬上已在發射架上的衛星進行檢修

　　最后，應答機拿出來了，另外一個問題也來了：應答機的科研單位在上海，發射地所在的西昌彼時還沒有高速公路和機場，想在 3 天內往返于西昌和上海并修復應答機，絕無可能。

　　各方協調之下，北斗指揮人員決定在成都一家科研單位修復應答機。

　　“顛簸了四五個小時，都是懷里抱著的，防止車的震動（損壞應答機），像個孩子一樣保護著。”楊長風說。

　　工作人員終于趕在發射前將應答機裝回衛星。2007 年 4 月 14 日 4 時 11 分，這顆肩負著保頻率使命的北斗衛星成功發射。

　　眼看著勝利時刻就要到來。

　　接下來的三天，十多家北斗衛星研制廠家集中在一個大操場上，把衛星信號接收機擺成一線，等待著信號的傳回。工作人員不分白天黑夜地調試地面設備，接收信號。但直到 4 月 17 日白天，地面站仍未收到衛星信號。

　　這三天，對年近 50 歲的楊長風而言度日如年。“維修的那三天說句實在話，心情緊張、沉重、壓力也很大，72 小時基本上沒合眼。”他稱。

　　17 日晚，眼看著 ITU 的“七年之限”即將到期，地面信號接受機仍毫無動靜。

　　到了晚上八點，十幾個用戶接收機界面突然跳動，北斗衛星終于下發了第一組信號。

　　看到這一幕， “我們整個操場歡呼跳躍，同志們互相擁抱，來祝賀這個勝利。”楊長風回憶稱。

　　懸著的心終于落下了。

　　北斗二號首顆衛星圓滿完成使命，不僅成功入軌，還占到了頻率。但驚險的是，等待了 7 年的北斗衛星，最后在離 ITU 的“7 年之限”不到 4 個小時的時候迎來合法化。

　　“一說起這個場景，我就要流淚。這是一種壓力的釋放，更是完成任務的一種喜悅。這項工作關系到整個北斗系統，關系到它未來的發展。接收不到信號，就沒有現在的北斗系統。”多年后在接受媒體采訪時，楊長風回憶當時的場景仍激動不已。

　　在整個北斗工程中，這顆星充當著承上啟下的作用：既是前 13 年努力的結晶，也為接下來 13 年的建設打好鋪墊。

　　4. 一年 18 星的北斗速度

　　解決軌道問題后的北斗進入了開掛模式。

　　2009 年，第二顆北斗二號導航衛星發射；2010 年一年，5 顆衛星相繼發射；2011 年，又有 3 顆北斗衛星發射，其中一顆還經歷了冒雨發射，頗有雷打不動的意味。

　　到 2012 年 10 月底，北斗二號系統在連發了 16 顆衛星后，正式完成組網并投入運營。

　　此后北斗二號系統又補充發射了 6 顆衛星，至今仍在為亞太地區提供導航等服務。

　　北斗二號的完成，讓中國徹底贏得了中歐之間的頻率競爭。

　　實際上，在 2010 年北斗二號發射第三顆衛星時，就正式采用與歐洲“伽利略”衛星一樣的 PRS 頻段。為此歐洲航天局的代表團數次來到北京請求與中國談判。

　　歐洲官員的說法是，該頻率是歐洲從美國人手中花“血本”取得的，而且伽利略系統早已按此頻率進行技術設計，已經無法修改，因此要求中國北斗系統“搬遷”到其他頻道上。

　　但中國是按照 ITU 的“先占先得”規則依法獲得的頻率，沒有理由讓出。2015 年初，無計可施的歐盟被迫接受了中國提出的頻率共用理念，中歐的頻率之爭得到解決。

　　在第二顆北斗二號衛星發射的 2009 年，北斗三號也啟動了。

　　8 年后的 2017 年 11 月 5 日，我國成功以“一箭雙星”的方式發射 2 顆北斗三號中圓軌道衛星。這是北斗三號衛星的首次發射，標志著中國北斗衛星導航系統步入全球組網時代。

　　接下來的一年，北斗三號進入衛星高密度發射期。

　　2018 一整年，北斗三號共發射了 18 顆衛星，這在世界導航衛星史上破了先例，締造了“北斗速度”。

　　這年 12 月 27 日，中國衛星導航系統管理辦公室主任、北斗衛星導航系統新聞發言人冉承其正式對外宣布，北斗三號基本系統完成建設，開始提供全球服務。

　　此時的北斗已經完全超越伽利略系統。

　　一個例子便是，2019 年下半年，歐洲伽利略導航衛星系統的所有服務中斷，且中斷時長近一周。

　　歐洲將伽利略系統癱瘓的責任推給中國，抱怨這次癱瘓是“被中國逼的”。

　　然而最終故障的調查報告卻讓人無語：系統癱瘓的罪魁禍首是人為失誤加管理混亂。簡單來說，就是沒人管導致的。

　　很難相信，這就是十多年前在技術、資金和研發進度等方面都超過北斗的導航系統。

　　而北斗系統依然勢頭不減，2019 年又接連發了 10 顆衛星。

　　此次發射的最后一顆北斗組網衛星，是第 32 顆北斗三號衛星，同時也是第 55 顆北斗全球組網衛星。

　　至此，整個北斗系列共發射了 59 顆衛星，他們分別分布在地球靜止軌道（GEO）、傾斜地球同步軌道（IGSO）和中圓地球軌道（MEO）。

　　其中，在最后用以支撐北斗系統全球覆蓋的 30 顆北斗三號組網衛星（小于實際發射的衛星數量）中，3 顆是 GEO 衛星，3 顆是 IGSO 衛星，24 顆是 MEO 衛星。

　　三類衛星相互配合——3 顆 GEO 衛星可基本實現對中國區域的三重增強覆蓋，可降低整個星座的衛星數量，以控制成本，且 GEO 衛星還具備短報文通信功能，一星多用。

　　3 顆 IGSO 衛星則可彌補 GEO 衛星在高緯度地區仰角過低的問題，可對高緯度地區進行有效的信號增強。

　　最后 24 顆 MEO 衛星則構成了北斗全球組網的核心星座，GPS、格洛納斯和伽利略導航系統的衛星均部署在該軌道上。

　　但由于地緣政治原因，我國不可能像美國 GPS 那樣，在全球建立地面站。為解決境外衛星的數據傳輸通道問題，北斗系統又最先采用了一個獨特的新設計——采取星間、星地傳輸功能一體化設計，實現了衛星與衛星、衛星與地面站的鏈路互通。

　　這一方式被稱之為“星間鏈路”，它不僅解決了在全球建地面站的難題，還將北斗系統的精度提升了兩倍。

　　甚至，連 GPS 在 2010 年升級后的二代系統中也選擇了用這種方式連接。這一次，中國智慧再次讓“對手”嘆服。

　　盡管北斗全球組網最終完成，但這并不是終點。

　　按計劃，到 2035 年我國將建成以北斗為核心，更加融合、更加智能的綜合定位導航授時(PNT)體系。

　　但當下，北斗的另一項工作正在如火如荼地展開。

　　5. 加入萬億市場戰局

　　這項工作就是軍民融合與商業化。

　　因軍事需要誕生的衛星導航系統，在民用、商用領域有更大的價值空間。

　　歐洲全球導航衛星系統局在《2019 年全球衛星導航市場報告》中稱，2019 年全球衛星產業產值約為 1507 億歐元，折合人民幣約 1.2 萬億元。

　　這其中，超過 90% 的市場被 GPS 占領，其他導航系統分食剩下不足 10% 的市場。

　　盡管目前 GPS 仍一家獨大，但隨著北斗、伽利略等系統建設完成，GPS 的優勢正在減弱。

　　且北斗作為后研發的系統，在功能上有一些優越性：

　　首先，我國的北斗導航系統首次創造了三種不同軌道的混合星座，由于高軌衛星多，因此抗遮擋能力強，在低緯度地區性能更為明顯；

　　其次，北斗導航系統具有短報文通信功能，應用方向更廣泛；

　　第三，北斗導航系統以“星間鏈路”的連接方式取代全球建地面站的方式，可不依賴地面通信站實現導航和通信功能。

　　一場新的全球導航市場競賽正在打響。

　　早在 2013 年，北斗二號系統投用后便開啟了商業化。

　　在當年的《中國衛星導航與位置服務產業發展白皮書》發布會上，中國衛星導航定位協會的代表對 2013 年冠以兩個“元年”——“北斗系統在個人手機終端和車載電子設備標配化的啟動元年”和“北斗位置服務的元年”。

　　這一年，國家層面數次推動北斗商業化：1 月 14 日，交通運輸部部署加快推進“重點運輸過程監控管理服務示范系統工程”實施工作，成為第一個北斗衛星導航系統民用示范工程；9 月，國家發展改革委、科技部等部門共同研究起草的《國家衛星導航產業中長期發展規劃》正式發布實施，其提出到 2020 年北斗導航及其兼容產品對國內衛星導航應用市場的貢獻率要達到 60％。

　　此后，北斗相繼在電力、車輛管理、汽車導航、可穿戴設備、航海導航、GIS 數據采集、精準農業、智慧物流、無人駕駛、工程勘察等領域展開應用。

北斗系統典型應用

　　甚至北斗很多應用就在人們的日常生活中，比如鐵路安全和共享單車停放。

　　我國鐵路主要是通過信號機、列控等信號系統來保障列車運行安全。但是，信號系統不同程度地依賴于地面設備。在強自然災害等極端情況下，設備可能遭到嚴重損壞，導致調度指揮出現盲區，從而引發列車追尾等重大交通事故。而北斗系統在不依賴于地面設備的情況下還能全天候為列車進行定位，成為避免列車追尾事故的首選方案。

　　共享單車停放是城市管理者最頭疼的事之一。在應用了北斗定位系統后，單車可指定某個電子停車區域，車輛只有停放到區域內才能夠鎖車，否則無法鎖車并一直計費。

　　根據中國衛星導航定位協會發布的《中國衛星導航與位置服務產業發展白皮書（2019）》，截至 2018 年，僅中國的衛星導航與位置服務產業總體產值已達 3016 億元，與衛星導航技術研發和應用直接相關的產業核心產值達 1069 億元，北斗對產業的核心產值貢獻率達 80%。

　　盡管目前北斗的市場規模在 1000 億左右，遠低于美國 GPS，但其潛力正加速爆發，越來越多的國外項目，已經認可北斗的價值。

　　先是東南亞四國

　　（泰國、老撾、文萊和緬甸）

　　與中國政府簽訂協議，采用我國的北斗導航系統。

　　隨后巴基斯坦也加入“北斗陣營”。

　　此后，就連已有導航系統的俄羅斯也來購買北斗產品。

　　到 2019 年，北斗系統已經在印度尼西亞土地確權、科威特建筑施工、烏干達國土測繪、緬甸精準農業、馬爾代夫海上打樁、柬埔寨無人機、泰國倉儲物流、巴基斯坦機場授時以及俄羅斯電力巡檢等領域得到廣泛應用。

　　如今，北斗地基增強技術和產品成體系輸出海外，北斗基礎產品已出口至 120 余個國家和地區，北斗高精度產品也出口到 90 多個國家和地區。

　　其實某種意義上，導航系統的軍事價值也需要通過民用價值來鞏固，因為一個沒人用的導航系統在性能提升和行業滲透上都會遇到瓶頸，也就失去了在緊急狀態下的安全基礎和充當反制手段的潛力。

　　數年前，全球最著名的軍事期刊英國《簡氏防務周刊》就曾撰文稱，中國的北斗系統對美國的 GPS 系統構成了挑戰，美國壟斷衛星導航高科技的時代將結束。

　　如今看，這一說法正在慢慢應驗——中國獨立研制的導航系統不僅沖破了種種國外封鎖，還站到了世界衛星導航的競技場，并慢慢秀出肌肉。

　　當下的中國科技市場，正經歷十多年前北斗的遭遇——技術強國的技術封鎖。

　　這種封鎖是全球化退步的無奈現象，將給各國產業帶來陣痛，并重復消耗全人類本就不多的資源。但面對已在形成的事實，經濟和技術上仍是后發國家的中國也沒有更多的選擇：只能自己干。

　　如何在起步時間、資金、技術、人才甚至國際資源都處于下風的情況下闖出一條路？北斗或許能為中國科技發展給出啟示。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的北斗简史：一文读懂国产导航的26年成长路的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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