科技推動(dòng)力，搶占科技制高點(diǎn)。仰望蒼穹，從北斗七星定向到北斗衛(wèi)星導(dǎo)航，我們見證了古代人類智慧與現(xiàn)代科技力量的完美融合。根據(jù)去年底發(fā)布的《北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)2035年前發(fā)展規(guī)劃》，2025年我國(guó)將完成下一代北斗系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，2035年完成下一代北斗系統(tǒng)建設(shè)。新的一年，科研團(tuán)隊(duì)究竟在進(jìn)行哪些核心技術(shù)攻關(guān)，下一代北斗系統(tǒng)又將擁有哪些新的硬核本領(lǐng)呢？
在中國(guó)科學(xué)院微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院，科研人員正在對(duì)2024年剛剛發(fā)射組網(wǎng)的北斗三號(hào)的兩顆收官星進(jìn)行在軌監(jiān)測(cè)。
北斗三號(hào)衛(wèi)星星座由中圓地球軌道衛(wèi)星、地球靜止軌道衛(wèi)星和傾斜地球同步軌道衛(wèi)星三種組成。最新發(fā)射的兩顆北斗三號(hào)收官星屬于中圓地球軌道衛(wèi)星，入網(wǎng)工作后，將進(jìn)一步提升北斗三號(hào)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)可靠性及定位導(dǎo)航授時(shí)、全球短報(bào)文通信等服務(wù)性能，在支撐北斗系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行和北斗規(guī)模應(yīng)用的同時(shí)，將為下一代北斗導(dǎo)航衛(wèi)星技術(shù)升級(jí)進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn)。
突破關(guān)鍵核心技術(shù)
讓北斗閃耀蒼穹
北斗系統(tǒng)是我國(guó)迄今為止建設(shè)的規(guī)模最大、覆蓋范圍最廣、服務(wù)性能要求最高、與百姓生活關(guān)聯(lián)最緊密的巨型復(fù)雜航天系統(tǒng)，也是全國(guó)400多家單位、30多萬名科研人員集智攻關(guān)的重大成果。數(shù)十年來，時(shí)間頻率系統(tǒng)、星間鏈路技術(shù)、航天處理器等一項(xiàng)項(xiàng)關(guān)鍵核心技術(shù)的突破，一個(gè)個(gè)科技制高點(diǎn)的搶占，讓北斗系統(tǒng)閃耀蒼穹，并真正走進(jìn)我們的生產(chǎn)生活。
時(shí)間頻率系統(tǒng)被稱為北斗系統(tǒng)的“心臟”，為地面運(yùn)控系統(tǒng)提供基準(zhǔn)時(shí)頻信號(hào)。從北斗一號(hào)開始，中國(guó)科學(xué)院上海天文臺(tái)研制的時(shí)間頻率系統(tǒng)一直為北斗系統(tǒng)提供連續(xù)、穩(wěn)定的時(shí)間頻率信號(hào)，形成了北斗時(shí)。在實(shí)驗(yàn)室里，科研人員正在調(diào)試新型的氫原子鐘，這也是時(shí)間頻率系統(tǒng)的核心設(shè)備，其性能指標(biāo)直接決定著導(dǎo)航系統(tǒng)的定位精度。
從最開始買其他國(guó)家的原子鐘，到自主研制銣（ru二聲)原子鐘，再到更高精度的氫原子鐘，北斗系統(tǒng)的“心臟”越來越強(qiáng)勁。林寶軍總師介紹，雖然科研團(tuán)隊(duì)已經(jīng)在研究比氫原子鐘精度更高的新型原子鐘，但是第一臺(tái)氫原子鐘上天的過程卻還歷歷在目。
航天領(lǐng)域有條不成文規(guī)定，衛(wèi)星采用新技術(shù)的比例一般不超過30%。然而，這個(gè)大膽創(chuàng)新的團(tuán)隊(duì)，卻讓北斗三號(hào)首發(fā)星的新技術(shù)超過了70%。此外，北斗三號(hào)研制團(tuán)隊(duì)還在國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星自主診斷、隔離和修復(fù)，新的用戶需求也可在北斗三號(hào)衛(wèi)星上直接賦能；研制團(tuán)隊(duì)首創(chuàng)的星間鏈路技術(shù)，使衛(wèi)星測(cè)控覆蓋率從30%提高到100%，即使在地面站不足的情況下，也能保證全球?qū)Ш骄龋粐?guó)產(chǎn)龍芯抗輻照芯片的使用，則填補(bǔ)了國(guó)產(chǎn)航天處理器空白，使核心器部件真正實(shí)現(xiàn)自主可控，讓北斗有了中國(guó)芯。
我國(guó)將建設(shè)
北斗綜合定位導(dǎo)航授時(shí)體系
根據(jù)《北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)2035年前發(fā)展規(guī)劃》，未來在確保北斗三號(hào)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行基礎(chǔ)上，我國(guó)將建設(shè)技術(shù)更先進(jìn)、功能更強(qiáng)大、服務(wù)更優(yōu)質(zhì)的下一代北斗系統(tǒng)。
這是北斗三號(hào)衛(wèi)星系統(tǒng)首席總設(shè)計(jì)師林寶軍寫的一首詞《滿江紅·北斗三號(hào)收官星》，記錄了北斗三號(hào)建設(shè)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，也梳理了北斗30年的發(fā)展脈絡(luò)。
《北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)2035年前發(fā)展規(guī)劃》指出，下一代北斗系統(tǒng)將以“精準(zhǔn)可信、隨遇接入、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、柔性化”為代際特征，提供覆蓋地表開闊空間及近地空間的米級(jí)至分米級(jí)實(shí)時(shí)高精度、高完好的定位導(dǎo)航授時(shí)服務(wù)。根據(jù)規(guī)劃，我國(guó)將在2025年完成下一代北斗系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)；2027年左右發(fā)射3顆先導(dǎo)試驗(yàn)衛(wèi)星，開展下一代新技術(shù)體制試驗(yàn)；2029年左右開始發(fā)射下一代北斗系統(tǒng)組網(wǎng)衛(wèi)星，2035年完成下一代北斗系統(tǒng)建設(shè)。