北斗卫星导航系统(简称北斗系统)是一个卫星导航系统,能为全球用户提供全天候、全天时、高精度的定位、导航和授时服务。北斗系统发展共有三代,自第二代开始的北斗系统被正式称为“北斗卫星导航系统”。
北斗一号系统(第一代北斗系统)由三颗卫星提供区域定位服务。从2000年开始,该系统主要在中国境内提供导航服务。2012年12月,北斗一号的最后一颗卫星寿命到期,北斗卫星导航试验系统停止运作。
北斗二号系统(第二代北斗系统)是一个包含16颗卫星的全球卫星导航系统,分别为6颗静止轨道卫星、6颗倾斜地球同步轨道卫星、4颗中地球轨道卫星。2012年11月,第二代北斗系统开始在亚太地区为用户提供区域定位服务。
北斗三号系统(第三代北斗系统)由三种不同轨道的卫星组成,包括24颗地球中圆轨道卫星(覆盖全球),3颗倾斜地球同步轨道卫星(覆盖亚太大部分地区)和3颗地球静止轨道卫星(覆盖中国)。北斗三号于2018年提前开放了北斗系统的全球定位功能。北斗三号系统于2020年7月31日完整开通。
北斗卫星导航系统(BDS)、美国全球定位系统(GPS)、俄罗斯全球导航卫星系统(GLONASS)和欧盟伽利略定位系统(Galileo)为联合国卫星导航委员会认定的全球卫星导航系统四大核心供应商。
2023年11月,国际民航组织(ICAO)官方认证北斗系统为全球民航导航系统标准之一。
1983年,大韩航空007号航班,从纽约起飞后,离奇迷航至苏联上空。苏军射击警告,客机并未察觉在即将飞离苏联领空时,被导弹击落。结果显示,客机闯入领空是因地磁导航故障。同年,美国总统里根决定将建设中的 GPS系统,开放全球民用
两年后,中方负责人卜庆君参加美国GPS研讨会,研讨会上,美方明言,特殊情况下将采取三重措施:降低精度、关闭区域甚至更换通信编码。
因不可受制于人,卜庆君拜访中科院院士陈芳允,商讨中国的卫星定位系统。
陈芳允毕业于清华,抗战时执教西南联大。留洋时设计过世界第一部海用雷达,归国后研发过第一颗卫星,七十年代曾提出卫星定位“灯塔”计划,但无奈搁浅。
美国GPS定位用四星测距,为节约,陈芳允设计出“两星定位”方案,然而受限于八十年代国力,计划再度尘封。
卫星定位再成焦点,已是九十年代初。
1990年夏天,美国GPS系统第8颗卫星发射当日,海湾战争打响。海湾战争中,伊军伤亡超10万,而美军阵亡仅146人。精确制导的导弹,可以准确钻入前一枚炸出的缺口。
尚未成熟的定位系统,主宰了战争
1993年,中国货轮银河号,遭美方质疑运有违禁化学品。美方关闭了所在海域GPS信号,货轮无奈在印度洋上漂流了33天。第二年,中国启动北斗一号系统建设。九年前的“两星定位”,成为北斗一号主方案。最开始没卫星,项目组从其他两个卫星计划中,腾挪出两颗备用卫星。
1995年,卜庆君去哈工大招人,博士生应聘时都问了两个问题:待遇多少?能解决住房吗?当时,广州一企业正在校招,月薪五千,提供住房。最终,卜庆君只有四五名本科生愿意前往北京。几经周折后,团队终有形。科学家们为北斗设计了两个新功能,一个是让迷途中人可以发120字短讯求助,一个是让用户5秒之内获得导航反馈。
2000年10月,北斗首星发射,一个多月后,第二颗北斗卫星也被送入太空,中国成为美俄后,第三个建成卫星导航的国家。
2002年,欧盟发起“伽利略”卫星计划,彼时,中方遇技术瓶颈,欧盟缺研发基金,双方决定联手开发。2006年,中国忽被排除在项目外,决议不让表态,资料不让浏览,技术不被告知,欧洲媒体称“中国人感到被严重利用甚至是羞辱了”中国开始独立研发北斗。
此时星空之上,卫星导航黄金频段已被美俄占去,只余一小段频率资源,国际电联约定:卫星先到者先得,且过期作废过期期限设在2007年4月17日。
2007年4月11日,北斗二号首颗卫星,随火箭进入发射架。然而发射前忽出故障,团队紧急抢修3天3夜。4月14日凌晨4时11分,火箭终于升空,卫星开始变轨调整,4月16日晚8时,卫星信号从两万公里外的太空传回,此时距频率失效仅剩4小时。与欧盟转为竞争对手后,北斗遭遇的第一重考验,就是原子钟,卫星在太空定位,主要用时间计算空间,卫星里的原子钟,决定着测距精度。此前,瑞士一家公司承诺出口原子钟,但被要求必须比伽利略所用的,低一个数量级精度。北斗转为独立研发后,瑞士公司忽然终止合作,原子钟只能自造。最终,中国自研原子钟成功,300万年仅误差1秒,部分指标已超越GPS和伽利略系统。北斗遭遇的第二重考验,是建设海外地面站。因地缘政治,中国很难仿效美国GPS,在全球建立地面站。北斗团队为此发明了星间链路。,让卫星互联,只要有一颗卫星在中国领空,所有卫星便能通过它,联系到国内地面站。星间链路一个关键技术方案,提出者康成斌,当年只有29岁。北斗科学家将这项技术形容为让宇宙中的两颗尘埃私聊”。北斗系统中,每一颗卫星都有既定位置,也因此有指定发射窗口。有时遭遇雷雨,亦要冒险发射。2011年7月,北斗第9颗卫星发射,发射前半小时,西昌电闪雷鸣,发射窗口关闭前5分钟,雷电短暂间歇,火箭趁机升空,升空数十秒后,雷击再现。比惊雷更难握的还有时间的风浪。北斗一支合作团队,曾连续十年,出海搜集数据。
2020年6月23日,北斗系统最后一颗组网卫星发射,最后这颗卫星被昵称“吉星”。
至此,中国耗时26年,投入超120亿美元总计将59颗人造卫星送入苍穹。参与人数超 30万,目前队伍以80后,90后为主,平均年龄31岁