媲美GPS8年后覆蓋全球

　　北斗一代系統的特點是有源定位、授權服務、短報文通信功能。有源定位是指用戶需要先向衛星發信號，申請定位，衛星接收后將信號轉發給地面站，由地面站計算后再告訴其位置。這種轉發式服務定位時間相對長，并將衛星每秒能提供的用戶數限制在54萬人。

　　而隨之推出的授權服務和短報文通信卻受到了北斗一代用戶的熱烈歡迎。一位部隊領導對此贊不絕口，稱其真正實現了“運籌帷幄中，決勝千里外”。因為他可以通過指揮室的屏幕墻，清晰地分辨出不同兵種當前所在位置。

　　授權服務要求用戶須事先在系統中注冊，北斗方可提供定位服務。之后，系統會自動識別出該用戶的位置，并報告給指揮調度系統。再結合120個字的短報 文通信功能，“一般的GPS用戶只會知道自己在哪個地方，但是北斗不僅可以讓別人知道你在哪兒，還可以讓自己知道別人在哪個地方。”冉承其說。

　　北斗二代系統采取廣播式服務，用戶不用申請也能定位，實現如GPS般的無源定位。此外，二代系統也保留了位置報告、短報文通信服務。

　　借助北斗，神舟系列載人飛船的回收工作輕松不少。從神舟六號起，在飛船返回艙中裝備了北斗接收機。這讓地面的迎接人員做到幾乎與返回艙同時抵達降落地點。

　　在2008年汶川地震中，北斗可謂戰功赫赫。在眾多GPS通信設備失靈罷工后，北斗手持終端機和位于北京的衛星導航定位指控中心保持了順暢的溝通。通過短報文通信聯系，外界清楚得知：一支200多人的救援隊伍在震后24小時之內已經趕赴震中。依靠北斗，救災工作有條不紊。

　　冉承其在發布會上介紹道，北斗現在向亞太大部分地區正式提供區域服務，包括定位、導航、雙向授時和短報文信息服務。基本服務性能：位置精度平面10米、高程10米；測速精度每秒0.2米；授時精度單向50納秒。覆蓋區域為南緯55°到北緯55°、東經55°到東經180°，其中北緯10°到北緯55°、東經75°到東經135°為重點服務區。

　　北斗二代系統的最終目標是要建立全球衛星導航系統。目前所提供的區域服務僅僅邁出了二代系統的第一步。

　　楊慧介紹說：“考慮到國力，建設周期等因素，二代系統分為兩步走：一期工程是以亞太地區為主的區域系統，除多了有源定位功能外，其它功能和性能類似GPS；二期則會將導航范圍擴大至全球。”

　　從無到有還要繼續攻關

　　既然我國的技術水平已經可以媲美GPS，那么北斗為什么還要分幾步走，不迅速實現全球覆蓋？

　　最關鍵的環節是衛星。由于種種原因，一些尖端技術我們無法借鑒，我國航天人必須自主創新。

　　楊慧介紹說：“我國此前并沒有制造導航衛星的先例，我們是在通信衛星的平臺上進行的探索。但這兩者還是有很多不同，比如導航衛星不能通過噴氣推動來調整姿態；衛星的陀螺儀壽命不夠；如何增加衛星平臺的承載與供電能力等等問題。這些都曾經是衛星設計團隊面臨的難題。”

　　2009年，衛星在研制過程中曾發現供配電系統可能存在嚴重的問題，為此試驗人員進行了大量的電纜等方面的工作，這件事至今都讓謝軍記憶深刻。當時，一幫 70后、80后的北斗團隊成員認真復核電路設計，并對連接后的電纜進行反復試驗，最后竟然把整個庫房中的電纜都用光了。

　　正是團隊成員以孜孜不倦、嚴謹求實的作風，抱著解決問題的決心來進行設計研發，才有了后續穩定工作的導航衛星。“為了查清楚問題原因，我們不惜一切代價，直至問題徹底解決。”謝軍感嘆道。

　　衛星的壽命直接影響整個導航系統的服務質量。現階段我國導航衛星的設計使用壽命仍然只有8年。今后在建設全球系統時，將著力延長衛星壽命至10~12年。這其中的關鍵部件較多，同時要提高全球系統的性能的關鍵部件之一——星載原子鐘，可謂是決定導航系統性能的重中之重。

　　在2004年啟動北斗導航項目時，國內的星載原子鐘還只是停留在高校試驗階段，市場上并無產品。星載原子鐘的研制在當時相當棘手，因在這之前的所有 飛行器中都未使用過如此高精度的原子鐘。一旦星載原子鐘與地面站的計時有偏差，那么信號的路程就無法精確計算，精確導航和定位更無從談起。

　　當時一度希望進口國外的銣原子鐘來加快研發，但是北斗總設計師、中國科學院院士孫家棟告誡說，美國人不賣，歐洲人的東西又沒有上過天，不能過分相信 外國技術，中國人必須搞自己的鐘。“當初是在孫院士的大力支持下，我們這些研發人員才能更加堅定信心、夠踏踏實實做好產品。”謝軍回憶起這些往事時感嘆道。

　　現在國產星載銣原子鐘的研制成功突破了國外的技術封鎖，填補了國內空白，對于我國衛星導航系統建設產生了重大戰略意義。

　　盡管導航衛星的研制已經取得很大的突破，但離達到全球衛星定位系統的要求還有很長的路要走，比如超出了現有地面基站的測控范圍，如何保證定位精確度等難題又擺在了航天人的面前。

　　如今，在南極科考的雪龍號上，裝載了北斗系統的用戶機并在整個航行過程中使用。從2012年8月自南極返回的用戶機的反饋來看，結果令人滿意。“我還期望下一次能夠得到更多的數據。”謝軍說，“必須通過這些試驗，我們才能不斷完善衛星系統的性能。”

　　2009年至今，北斗成功發射了14顆星。綜合考慮各方面因素，為加快衛星發射速度，火箭系統還采取了一箭雙星的發射技術。相關負責人表示，未來還將視情況采取一箭四星的發射方式，加快衛星的構型布局。