6月23日，由中國航天科技集團有限公司第五研究院（下文簡稱「五院」）抓總研製的第55顆北斗導航衛星成功發射，北斗三號全球衛星導航系統星座部署全面完成。

「『嚞（音哲zhe）星』發射成功，標志著北斗衛星全球導航系統星座部署完美收官。」五院北斗三號衛星總設計師陳忠貴說。

「嚞星」，是五院對北斗三號第30顆衛星的昵稱。它是北斗衛星導航系統第55顆衛星，也是北斗三號衛星導航系統中的第三顆地球同步軌道衛星（GEO衛星）。

「GE0系列衛星數量不多，但作用關鍵，五院北斗人稱其爲『嚞星』。」五院北斗三號研製團隊的科研人員告訴記者，因在「吉星」家族中排行第三，第55顆北斗導航衛星被叫作「晶星」。

如今，「嚞星」携帶著諸多「神器」，駐守在高軌天疆，肩負顯著增强北斗三號整體技術指標的職責。隨著「嚞星」在北斗全球組網「大棋局」的落子定盤，北斗三號30顆組網衛星已全部到位，北斗全球組網部署完成。

北斗定位中國精度

「高性能、高可靠的北斗全球衛星導航系統建設，既是對北斗區域系統的完善與升級，更是聚焦世界一流衛星導航系統的攀登與跨越。」五院北斗三號工程副總設計師、衛星首席總設計師謝軍說，系統建成後性能與美國GPS相當，使我國衛星導航系統達到國際先進水平。

相對於北斗二號區域系統，北斗三號的服務區域將擴展至全球，同時，實現了下行導航信號升級與改造等關鍵技術的突破，完成了與北斗二號下行導航信號的平穩過渡，並在此基礎上增加了新的導航信號，爲用戶提供更爲優質的服務

據介紹，北斗三號全球衛星導航系統由MEO衛星（地球中圓軌道衛星）、IGSO衛星（傾斜地球同步軌道衛星）和GEO衛星（地球靜止軌道衛星）三種不同軌道的衛星組成，包括24顆MEO衛星，3顆IGSO衛星和3顆GEO衛星。

作爲北斗家族中的大個子，GEO「吉星」家族駐守在36000公里的天疆，爲北斗導航系統的技術指標提升提供增强服務。

據介紹，「吉星」家族採用的衛星平臺是五院研製的東方紅三B（導航）衛星平臺，是我國現役規模較大的衛星平臺之一。

强大的承載能力讓「吉星」家族具備無綫電導航、無綫電測定、星基增强、精密單點定位、功率增强、站間時間同步和定位六大本領，可爲我國及周邊地區用戶提供定位導航授時、短報文通信、星基增强、星間通信與測量、站間同步、精密單點定位等多樣化服務。

「最鮮明的特色是有源定位和短報文通信，這是中國北斗系統的創舉。」謝軍介紹，有源定位利用無綫電測定技術，是北斗的「基因」。通過兩顆GEO導航衛星聯手，不僅能回答用戶「我在哪」，還能告訴關注著用戶行踪的相關方「你在哪」，在搜救、漁業等領域被廣泛使用，是保障民生安全的「千里眼」。

北斗三號的短報文通信能力也顯著提升，信息發送能力從一次120個漢字提升到一次1200個漢字，突發情况時無需字勘•句酌，足以將情節一次性說清楚，還可發送圖片等信息，應用場景更爲豐富。同時，北斗三號的服務能力較北斗二號拓展了10倍，在通信、電力、金融、測繪交通、漁業、農業、林業等領域，更多人可以享受到北斗導航系統的普惠服務。

在大衆應用方面，從手機定位到手表授時，從共享單車到無人駕駛；從交通導航到防灾减灾，從無人耕作到助力抗疫；從車聯網到物聯網，從智能港口到聰明鑽機，隨著5G商用時代的到來，北斗正在與新一代移動通信、區塊鏈、人工智能等新技術加速融合，北斗應用的新模式、新業態、新經濟不斷涌現，將深刻改變人們的生産生活方式。

今年3月，北斗三號第2顆GEO衛星就位後，北斗系統新體制下有源定位功能得到驗證，拉開了無綫電測定功能全面升級的序章。隨著「嚞星」的入列，北斗三號「吉星」三兄弟在太空團聚，將在赤道上拉開更大距離，爲「一帶一路」沿綫更廣闊的區域提供服務，北斗特色將躍升到新高度。

「三步走」構建國家重要空間基礎設施

「上世紀80年代，中國開始探索適合國情的衛星導航系統發展道路，形成了『三步走』發展戰略。」陳忠貴說，北斗系統經歷了北斗一號、二號、三號系統3個建設階段。

1983年，以我國「兩彈一星」功勛獎章獲得者、國家「863」計劃的主要提出者陳芳允院士爲代表的專家學者提出了利用兩顆地球同步軌道衛星來測定地面和空中目標的設想。

1994年，北斗一號系統工程啓動建設。2000年，兩顆地球靜止軌道衛星成功發射，系統建成並投入使用；2003年和2007年，完成了第3顆、第4顆地球靜止軌道衛星的發射，進一步增强了系統的性能。北斗一號系統採用有源定位體制，爲中國用戶提供定位、授時、廣域差分和短報文通信服務，使我國成爲繼美俄後第三個擁有自主衛星導航系統的國家。

2004年，北斗二號系統工程啓動建設。到2012年底，完成組網發射，成功建成國際上首個混合星座區域衛星導航系統，服務區域覆蓋亞太，北斗系統成爲國際衛星導航系統四大服統四大服務商之一。

2009年，北斗三號系統啓動關鍵技術攻關與工程建設。2018年，北斗三號基本系統建設完成，正式向「一帶一路」沿綫及全球提供基本導航服務，中國北斗向全球組網的目標邁出了實質性的一步；2019年12月底，全球系統核心星座部署完成；2020年6月23日，第55顆北斗導航衛星成功發射，北斗三號全球衛星導航系統星座部署全面完成。

「『嚞星』的成功發射和在軌穩定運行，意味著北斗系統走出中國，走向世界。」謝軍說。

「幾十年來，北斗系統的服務定位精度、系統穩定性、功能全面性不斷提升，成爲國家重要的空間基礎設施，全面支撑國家安全和經濟社會發展的需要。」陳忠貴說，展望未來，計劃2035年以北斗系統爲核心，建設完善更加泛在、更加融合、更加智能的國家綜合定位導航授時體系。

自主新「神器」讓導航服務「零誤差」

「北斗是國之重器，事關國防現代化建設和國民經濟發展，自主可控至關重要。」陳忠貴說，作爲重要的時間和空間信息，如果由別人提供，安全感何來？比如，當前的熱點「新基建」，將是我國建設發展下一階段的重要方向，時間基準和空間位置基準就是至關重要的基礎，北斗導航系統是「新基建」的基建、基礎的基礎。

「關鍵核心技術是要不來、買不來、討不來的。」在北斗研製的道路上，這一點五院北斗人感觸尤深。

「高精度的太空燈塔如何建立起來？自己的位置誰來測？怎麽保持穩定？多顆衛星如何能安全、可靠地工作？」謝軍說，這「四連問」涉及從衛星本體構造、「導航總體技術、核心單機研制、自主創新突破4個方面，北斗的國産化之路，步履艱辛，通過三代北斗系統的探索與實踐，終不負時光，交出了一份閃亮答卷。

「國産化是從北斗一號的太陽帆板做起的。」北斗一號總設計師範本堯院’士回憶說，北斗一號系統建設時，國外對我們技術封鎖，關鍵單機和元器件被一些國家「卡脖子」，而國內的部件廠家尚未成熟，北斗一號研製只能在摸索中起步。

「當時北斗是第一個『吃螃蟹』的，硬著頭皮上。」範本堯說。不論是東方紅三號平臺的橫空出世，還是影響長壽命的三大關鍵部件，憑藉自力更生的創業精神，北斗一號解决了衛星最基本的問題。供配電的太陽帆板，爲衛星提供由光轉爲電的部件，以及控制系統的轉動機構，這些核心産品的國産化，讓北斗衛星的身體有了一副「中國體格」。

之後的國産化攻關更是一路披荊斬棘。

北斗二號打破了國外的技術封鎖，攻克了以導航衛星總體技術、髙精度星載原子鐘等爲代表的多項關鍵技術，讓衛星導肮系統「心臟」跳動出「中國心率」。

北斗三號開啓了創新發展的新征程。五院衛星團隊率先提出國際上首個高中軌道星間鏈路混合型新體制，形成了具有自主知識産權的星間鏈路網絡協議、自主定軌、時間同步等系統方案，填補了國內空白；建立了器部件國産化從研製、驗證到應用一體化體系，徹底打破了核心器部件長期依賴進口、受制於人的局面。

北斗三號研製團隊科研人員介紹，北斗三號系統有三大看點：

一是，新突破實現聯通無極限。由於我國北斗系統不能像美國GPS那樣，在全球建立地面站，爲了解决境外衛星的數據傳輸通道，五院北斗三號研制團隊攻克了星座星間鏈路技術，釆取星間、星地傳輸功能一體化設計，實現了衛星與衛星、衛星與地面站的鏈路互通。

也就是說，雖然「看不見」在地球另一面的北斗衛星，但用北斗衛星的星間鏈路同樣能與它們取得聯繫。用星間鏈路技術，不僅實現了衛星相互的通信和數據傳輸，還能相互測距，自動「保持隊形」，可以减輕地面管理維護壓力。星間鏈路技術的應用中，設計了全新的網絡協議、管理策略和路由策略，解决了不能全球布站進行衛星境外監測的難題，是北斗全球導航系統建設的一大特色。

二是，新技術實現衛星長壽命。「北斗是一個開放的系統，中國的北斗也是世界的北斗，中國發展衛星導航技術是國民經濟的重要基礎設施，也是爲全人類提供時間坐標和空間坐標的基礎設施，服務的連續性和穩定性十分重要。」五院北斗三號衛星總指揮遲軍說，就像停水停電影響城市生活一樣，衛星導航服務一旦中斷，國家和社會的正常運行會受到很大的影響。因此，對衛星導航的可靠性、連續性提出了苛刻的設計要求。

爲了提高衛星在軌服務的可靠性，北斗三號衛星釆取了多項可靠性措施，使衛星的設計壽命達到12年，達到國際導航衛星的先進水平，爲北斗系統服務的連續、穩定提供了基礎保證。

三是，新「神器」讓服務「零誤差」。爲了提高服務的精度，北斗三號配置了新一代原子鐘，通過提升原子鐘指標，提升衛星性能、改善用戶體驗。原子鐘是利用原子躍遷頻率穩定的特性保證産生時間的精准性，目前國際上主要有銣原子鐘、氫原子鐘、銫原子鐘等。我國北斗衛星採用銣原子鐘，同時還配置了性能更高的新研國産氫原子鐘。氫原子鐘雖然質量和功耗比銣原子鐘大，但穩定性和漂移率等指標更優。相對於銣原子鐘，我國起步更晚，2015年我國研製的氫原子鐘首次在軌應用驗證，爲北斗全球導航系統進行了技術探索，至今功能、性能十分穩定。星載氫原子鐘的在軌應用，對於實現北斗導航定位「分秒不差」發揮著重要作用。

「『嚞星』在國産化方面是集大成之作，擁有了自主知識産權和核心技術，北斗導航衛星單機和關鍵元器件國産化率達到100%。」謝軍說，核心技術可控是中國空間事業創新發展的關鍵。

（袁元／文）