国家大科学工程:中国之北斗卫星导航系统(转载):科学刀导航

研究主力:解放军国防科学技术大学

  协作单位:北京航空航天大学 清华大学 中国科学院

  哈尔滨工业大学等

  背景

  1)面对中国卫星导航市场GPS一统天下的局面,有识之士发出呼吁:近年来发展迅速的中国卫星导航应用,绝大多数都是建立在美国的GPS之上,作为大国,中国技术上受制于人,必须拥有自主的卫星导航系统科学刀导航。

    其实,我国在2000年10月31日、12月21日和2003年5月25日以及今年2月3日已成功发射了4颗北斗导航试验卫星,建立了具有中国自主知识产权的区域性卫星导航系统科学刀导航。2002年,中国区域性卫星导航系统开始试运行,两年后全面对民用客户开放。几年来,在测绘、交通、林业、农业、石油、水利、气象、煤炭、国家安全以及民政、旅游、体育等各个行业发挥了一定的效应,甚至一些行业试点已经逐步发展到行业推广。最近,民政部门提出,为加快提高灾害紧急救援能力,要研究通过现代化的卫星遥感、卫星通讯和北斗导航技术,建立全国卫星灾害监测、预警和应急通讯与导航定位网络系统;安全生产部门提出要通过北斗导航系统应用进行煤矿瓦斯检测保障安全生产,进一步还可进行煤炭运输动态管理,从根本上解决煤矿和煤炭管理问题;旅游部门提出为适应当前休闲旅游需要,要在探险旅游等特色旅游中推广北斗导航系统的应用。

    北斗导航系统在应用中出现的问题,引起了杨家墀、王礼恒等6位知名院士的关注科学刀导航。六院士呈递给国家领导人的《关于促进北斗导航系统应用的建议》,引起了温家宝总理的高度重视。2005年12月,国家发改委在京召开了北斗导航系统应用示范工程评选。示范工程应用产生的效应,使人们看到了北斗导航系统应用产业化的广阔前景。示范工程的带动作用,在一定程度上将推进中国卫星导航系统的应用。

    在黄河水利委员会的大力配合下,北斗导航系统终端成功参与了“数字黄河”工程的“小花间”水情遥测系统的水文数据传输科学刀导航。其“抗雨衰、容量大、时效强、功耗低”的优势特点,赢得水利行业的广泛认可。目前,在线服务的水利、水电行业用户已达900多户。

    在国家气象局的支持下,应用北斗导航系统建成的珠峰和尼玛自动气象站的成功范例,预示着北斗导航系统在气象信息化进程中,将发挥越来越重要的作用科学刀导航。

    利用北斗导航系统实施防火指挥调度,经过实验,获得了有关部门的认可,已于2004年初装备森警部队使用科学刀导航。

    此外,在神舟六号飞船发射、三峡工程等国家重大活动实施和工程建设过程中,北斗导航系统都发挥了重要作用科学刀导航。

    北斗试验系统的应用对我国即将建立的全球卫星导航系统无疑起到了先行者的作用科学刀导航。

  2)北斗卫星定位系统将服务北京奥运

    从12月5日开幕的2007上海国际导航产业与科技发展论坛上获悉,由我国自主研发的北斗卫星导航系统已进入初步应用阶段科学刀导航。明年北京奥运会期间,它将在交通、场馆安全的定位监控方面,和已有的GPS卫星定位系统一起,发挥“双保险”作用。

    北斗定位导航系统是覆盖中国本土的区域导航系统科学刀导航。中国卫星导航工程中心副主任冉承其介绍,北斗定位导航系统的开发具有重要意义,并有一些GPS系统所没有的长处,如在静态地图的基础上,可以把道路拥堵的实时情况在导航仪上反映出来。

    一代“北斗”是区域卫星导航系统,只能全天候、全天时用于中国及其周边地区;而GPS和GLONASS都是全球导航定位系统,在全球的任何一点,只要卫星信号未被遮蔽或干扰,都能接收到三维坐标科学刀导航。“区域性是我国双星定位的技术特点、水平以及国家需求决定的,”范本尧说。

    GPS和GLONASS的空间部分是高度在2万千米左右的卫星组成的网络科学刀导航。GPS的卫星平均分布在6个轨道平面上,GLONASS卫星平均分布在3个轨道平面上,不停地绕地球旋转。这样,在全球的任何位置、任何时间都可同时观测到4颗以上的卫星,通过它们就可以获得高精度的三维定位数据。

    “北斗”一号是双星定位,轨道偏高,距离地面3万6千千米,是地球同步静止轨道卫星科学刀导航。之所以要在这么高的高度是因为我们只有两颗定位卫星,不能覆盖整个地球,如果在较低轨道上绕地运行,每天就要有一定时间不能监控我国所在区域。

  3)李长江,1958年10月生,五院项目管理部总工程师,北斗一号导航卫星副总指挥科学刀导航。

  李长江1982年毕业于国防科技大学,参加工作后长期从事卫星总体设计工作,后调入五院科研生产管理部门从事卫星型号科研生产管理工作科学刀导航。他先后从事过多个型号的科研生产调度工作,出色地完成了组织分配给的任务。

  工作中他认真负责,严格要求自己,处处以身作则,经常深入一线,及时了解和解决型号生产过程中出现的问题,保证型号研制的顺利进行科学刀导航。“北斗一号”的研制任务周期紧,为了保证按期出厂发射,几年中他从未休过节假日。不久前在执行北斗一号卫星发射任务期间,正值李长江的孩子准备考大学,老父亲又患了脑血栓,但是为了保证发射任务的顺利完成,他放弃了照顾老人和孩子。

  在以往型号成功经验的基础之上,李长江还根据航天产品研制的现状,采用科学的管理方法简化卫星研制流程,在保证产品质量的前提下缩短了卫星的研制周期,为后续型号任务摸索出一套新的研制流程科学刀导航。使用东三平台的卫星,原来的发射场周期在75天左右,在他与研制人员共同探索下,合理简化流程,将发射场周期缩短到50天左右。