新京報訊（記者 倪偉）6月23日9點43分，中國北斗三號系統(tǒng)最后一顆組網(wǎng)衛(wèi)星發(fā)射成功，北斗全球導航系統(tǒng)星座部署完成。

天上的北斗衛(wèi)星時刻便利著我們的生活。打開手機，依靠電子地圖導航目的地，或查看軟件里外賣小哥到哪里了，這些日常生活中的應用都用上了北斗系統(tǒng)。目前新入網(wǎng)的手機，也有70%可以用北斗服務。

2年半、30顆衛(wèi)星，這個我國規(guī)模最大、覆蓋范圍最廣、性能要求最高的衛(wèi)星系統(tǒng)，到底是個啥？以下7個問題帶你看懂。

北斗三號系統(tǒng)30顆衛(wèi)星分布在三個軌道面上。中國衛(wèi)星導航系統(tǒng)管理辦公室

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一問：北斗是什么？

通俗來說，北斗三號系統(tǒng)可以看作中國版的GPS。

北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)是中國著眼于國家安全和經(jīng)濟社會發(fā)展需要自主建設運行的，可以為全球用戶提供全天候、全天時、高精度的定位、導航和授時服務，屬于國家重要時空基礎設施。

北斗的發(fā)展經(jīng)歷三代，北斗一號系統(tǒng)2000年年底建成，是一個試驗系統(tǒng)，向中國提供服務。2007年至2012年，北斗二號系統(tǒng)建成，向亞太地區(qū)提供服務。2017年到2020年，30顆星組成的北斗三號系統(tǒng)建成，也就是全球導航系統(tǒng)，可以服務全球。

二問：北斗組了一張什么樣的網(wǎng)？

北斗三號不是一顆衛(wèi)星，而是一個系統(tǒng)，包含30顆衛(wèi)星。這些衛(wèi)星組成了一張網(wǎng)，將地球和臨近空間籠罩在內。因此北斗三號建設過程也被形象地稱為“組網(wǎng)”。

這張網(wǎng)上的30顆衛(wèi)星，分布在三個不同高度的軌道面，包括24顆MEO衛(wèi)星（地球中圓軌道衛(wèi)星）、3顆IGSO衛(wèi)星（傾斜地球同步軌道衛(wèi)星）和3顆GEO衛(wèi)星（地球靜止軌道衛(wèi)星）。

MEO衛(wèi)星是北斗三號主力衛(wèi)星，運行在距離地球約2萬公里的軌道，主要提供導航定位授時服務，以及全球短報文通信、國際搜救等特色服務。IGSO衛(wèi)星主要運行在距離地球3萬6千公里軌道上，由于是高軌道衛(wèi)星，可以有效增加亞太地區(qū)衛(wèi)星可見數(shù)，為亞太地區(qū)提供更優(yōu)質服務。GEO衛(wèi)星主要運行在距離地球3萬6千公里的地球靜止軌道上，提供區(qū)域短報文、星基增強等特色服務。

三個軌道面的星座設計，是北斗導航系統(tǒng)的獨創(chuàng)，也具有顯著的優(yōu)勢。與其他導航系統(tǒng)相比，最突出的特點是增加了高軌道衛(wèi)星，衛(wèi)星越高抗遮擋能力就越強，尤其在低緯度地區(qū)性能更有優(yōu)勢。同時，利用高軌道衛(wèi)星，北斗還增添了通信功能，提供全球獨家的短報文服務。

三問：北斗有什么特色功能？

短報文是北斗特有的功能，從北斗一號一直延續(xù)到北斗三號系統(tǒng)。

導航衛(wèi)星和通信衛(wèi)星是兩類衛(wèi)星，但北斗導航衛(wèi)星上卻附加了通信功能。中國衛(wèi)星導航定位協(xié)會副秘書長王博介紹，北斗用戶利用終端，不僅可以知道自己的位置，還可以通過短報文將自己的情況告訴他人。

在有移動網(wǎng)絡覆蓋的地區(qū)，這一功能似乎雞肋，但在大量尚未有網(wǎng)絡覆蓋的地區(qū)，如沙漠、遠洋、深山、森林等，就必須要依靠衛(wèi)星通信。一般衛(wèi)星通信比較昂貴，北斗短報文則成本低廉，且附加在導航終端里，更為便利，在應急救援、遠洋漁業(yè)等領域得到有效應用。

如今，北斗三號的短報文通信能力顯著提升，從一次發(fā)送120個漢字提升到一次1000多漢字，還可發(fā)送圖片等信息，應用場景更為豐富。

除了短報文，北斗系統(tǒng)還有多種特殊應用，另一個例子是國際搜救。

北斗三號系統(tǒng)的6顆MEO衛(wèi)星上，裝有搜救載荷，可以與其他全球衛(wèi)星搜救系統(tǒng)一起，為全球用戶提供搜救服務。“舉個例子，漁船在作業(yè)過程中遇到惡劣天氣遇險，搜救終端在觸水之后會自動把搜救信號發(fā)到衛(wèi)星上，衛(wèi)星會把這些信息轉發(fā)到地面系統(tǒng)，地面系統(tǒng)可以快速計算出遇險者的位置，告訴附近的救援力量快速開展搜救工作。”北斗衛(wèi)星系統(tǒng)總師林寶軍此前介紹。

這項服務是按國際衛(wèi)星標準，與其他國際衛(wèi)星搜救系統(tǒng)聯(lián)合開展的一項免費公益性服務，主要用于水上、陸地、空中遇險目標的定位和救援。

西昌衛(wèi)星發(fā)射中心，執(zhí)行北斗三號最后一顆組網(wǎng)衛(wèi)星發(fā)射的長征三號乙運載火箭轉運至發(fā)射區(qū)。航天科技集團一院

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四問：為什么有了GPS還要建設北斗？

全球共有四個全球導航系統(tǒng)建成或在建，除了北斗，還有美國GPS、俄羅斯格洛納斯和歐盟伽利略。GPS上世紀就開始提供全球服務，在我國也有龐大應用規(guī)模，但我國依然努力建設了自己的北斗系統(tǒng)。

北斗三號工程衛(wèi)星總設計師謝軍表示，衛(wèi)星導航系統(tǒng)是一個國家重要的空間基礎設施，甚至是基礎設施中的支撐和基礎。如果用國外關鍵技術，采購國外核心產(chǎn)品，一旦被斷貨，系統(tǒng)就無法長期穩(wěn)定運行下去。

王博說，在國計民生很多重要行業(yè)里面，導航系統(tǒng)提供的時空基準不可或缺。精確的時空基準，可以說是一個國家的戰(zhàn)略資源，通信、電網(wǎng)、金融等行業(yè)，都需要導航衛(wèi)星的精準的定位和授時功能。

對于國防安全來說，導航衛(wèi)星也尤為重要，在保衛(wèi)國家安全的時候，很多武器裝備的制導、導航都離不開衛(wèi)星。所以，有了GPS等其他導航系統(tǒng)以后，我們仍然堅持建設自己的北斗系統(tǒng)，這是北斗的戰(zhàn)略意義。

五問：如何用上北斗的服務？

對于普通個人用戶，并不需要通過特別的途徑選擇使用北斗服務，北斗服務已經(jīng)通過芯片內置到我們的手機、汽車等設備中。我們使用導航定位服務的時候，就已經(jīng)用上了北斗衛(wèi)星。

北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)工程總設計師楊長風此前介紹，中國新入網(wǎng)的智能手機，70%已經(jīng)內置北斗芯片，或北斗、GPS雙模芯片。雙模芯片可以同時使用GPS和北斗系統(tǒng)，這種使用不是非此即彼，而是同時使用北斗和GPS衛(wèi)星，芯片會自動挑選目前可以接收到的導航衛(wèi)星信號，可能是來自北斗衛(wèi)星和GPS衛(wèi)星的組合，通過4顆以上衛(wèi)星，就能計算出當前的位置。

在交通運輸、農(nóng)林漁業(yè)、減災救災等各行各業(yè)里，北斗也實現(xiàn)了廣泛的應用，通過一些內置北斗芯片的終端設備就可以實現(xiàn)。

六問：北斗系統(tǒng)為什么能“神速”建成？

北斗三號建設堪稱“神速”，從2017年11月5日發(fā)射首星，到2020年6月23日收官，僅2年7個月就完成30顆星組網(wǎng)，其間還發(fā)射了2顆北斗二號衛(wèi)星，完善了北斗二號星座。

這是我國航天歷史上規(guī)模最大的星座，也是最密集的同型號衛(wèi)星發(fā)射。“高風險的航天領域，質量和進度、質量和數(shù)量一直是一對矛盾。”謝軍曾說。這樣的速度下百分之百成功率，簡單來說，依靠的是快速的火箭和衛(wèi)星制造能力，以及成熟的發(fā)射技術。

中國衛(wèi)星導航系統(tǒng)管理辦公室主任冉承其說，北斗系統(tǒng)充分借鑒、繼承、發(fā)揚了中國航天獨到的管理模式，同時創(chuàng)新了很多組織管理模式。例如建立了全球連續(xù)監(jiān)測評估系統(tǒng)，對所有衛(wèi)星導航系統(tǒng)運行情況進行監(jiān)測，讓北斗系統(tǒng)學習改進提升。

北斗衛(wèi)星發(fā)射使用的火箭為長三甲系列火箭，分為長三甲、長三乙、長三丙三種構型。長三甲系列也是我國發(fā)射次數(shù)最多、適應性最強的運載火箭系列，目前發(fā)射次數(shù)達112次。從北斗一號系統(tǒng)開始，長三甲系列44次發(fā)射59顆北斗衛(wèi)星，成功率100%。

近幾年，長三甲系列火箭一直處于高強密度發(fā)射狀態(tài)，連續(xù)5年摘得全國發(fā)射次數(shù)排名第一的火箭型號桂冠。為了實現(xiàn)兩年半發(fā)射30顆北斗衛(wèi)星，長三甲系列火箭還進行了適應性改進，滿足三種軌道發(fā)射需求。

長三甲研制方中國運載火箭技術研究院介紹，長三甲系列火箭還具備大型衛(wèi)星的雙星發(fā)射能力、末級長時間滑行能力、窄窗口/多窗口甚至零窗口發(fā)射能力、低溫推進劑加注后推遲24小時不泄出再次發(fā)射的能力，保證了長三甲系列能滿足絕大多數(shù)有效載荷的需求。

七問：北斗建設中有什么困難？

楊長風曾在一段采訪中講述過北斗二號爭分奪秒“保軌道頻率”的故事。

導航衛(wèi)星發(fā)射上天的前提是要有合法的軌道位置和頻率資源，這是世界各國必爭的寶貴資源。2000年4月17日，我國在國際電信聯(lián)盟組織爭取到了軌道位置和頻率資源，按規(guī)定，必須要在7年有效期內發(fā)射衛(wèi)星并成功收到信號。

實際北斗二號立項是2004年，只有3年時間，必須要研制和成功發(fā)射第一顆衛(wèi)星，這一過程一般來說需要5年。這顆星不僅是北斗二號系統(tǒng)的首顆衛(wèi)星，更肩負著啟動北斗空間軌道位置和無線電頻率的重任。

北斗團隊夜以繼日，趕在2007年4月初進入發(fā)射階段。當時這顆衛(wèi)星已經(jīng)與火箭合體，豎立在發(fā)射塔架上等待發(fā)射，卻突然發(fā)現(xiàn)應答機出現(xiàn)了異常，研制人員重新打開了火箭整流罩，檢查衛(wèi)星。

研制人員72小時沒有合眼，及時排除了隱患。終于，2007年4月14日凌晨4時11分，衛(wèi)星成功發(fā)射。4月17日晚上8時許，衛(wèi)星傳回信號，此時距離國際電聯(lián)的“七年之限”只剩不到4個小時。我國衛(wèi)星導航系統(tǒng)的軌道頻率資源，為北斗區(qū)域導航系統(tǒng)建設起到了重要作用。

楊長風說，國外的技術封鎖，成為制約北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)工程建設的最大瓶頸。例如北斗二號研制初期，本打算從國外引進核心器部件——原子鐘，但由于外方原因最終沒能合作。但中國科研人員僅用兩年，就攻克了原子鐘這個最大技術瓶頸。如今，北斗系統(tǒng)原子鐘精度，已經(jīng)提升到每300萬年差一秒。

新京報記者 倪偉