创新的光芒闪耀太空——新时代北斗精神述评

【中国共产党人的精神谱系】

光明日报记者 袁于飞 章文

深邃夜空,斗转星移。北斗星,自古为中华民族定方向、辨四季、定时辰,所以我国全球卫星导航系统以“北斗”命名。昔有指南针,今有北斗卫星导航系统(以下简称“北斗系统”),这是中华民族创新智慧的跨越时空接力。

2020年7月31日,在参观北斗系统建设发展成果展览展示时,习近平总书记强调,26年来,参与北斗系统研制建设的全体人员迎难而上、敢打硬仗、接续奋斗,发扬“两弹一星”精神,培育了新时代北斗精神,要传承好、弘扬好。

一年多以来,全球连续监测评估系统实时测试表明,北斗三号全球卫星导航系统(以下简称“北斗三号全球系统”)连续稳定运行,服务性能稳中有升,系统性能指标先进,全球范围实测定位精度水平方向优于2.5米,垂直方向优于5.0米;测速精度优于0.2米/秒,授时精度优于20纳秒,系统连续性提升至99.998%。

仰望星空、北斗璀璨,脚踏实地、行稳致远。“自主创新、开放融合、万众一心、追求卓越”的新时代北斗精神,激励着我们在新征程上埋头苦干、勇毅前行!

《飞天圆梦》(中国画) 安佳、夏荷生、赵云川、赵岳、许向群

1.自主创新

“自主创新、开放融合、万众一心、追求卓越”的新时代北斗精神,排在第一位的是自主创新。

据中国工程院院士、北斗一号卫星总设计师范本尧回忆,在我国开始规划北斗蓝图时,欧美一些发达国家已经完成了全球卫星导航系统布局。以我国当时的国情,不能再走欧美国家的老路,必须自主创新。

关键核心技术是买不来的,自主研发之路注定会遇到许多艰难困苦。北斗系统的自主创新过程更是如此,从北斗系统的“原子钟”研发就可以管中窥豹。

星载原子钟就如同一块“手表”,为卫星导航用户提供精确的时间信息服务。原子钟高精度的时间基准技术直接决定着系统导航定位精度,对北斗系统的重要性如同人的“心脏”。

“国外的技术封锁,坚定了中国科研人员自力更生的信念。”中国工程院院士、北斗系统工程总设计师杨长风说,从一开始中国科研人员就有了一个共识:核心关键技术必须要突破,不能受制于人。当时北斗人有这样一句话:“六七十年代有原子弹,我们的北斗人一定要有我们自己的原子钟。”

为尽早“让中国北斗用上最好的钟”,我国组织了相关科研单位和企业,成立了3支研发队伍攻坚,在基础理论、材料、工程等领域同步推进,用两年时间攻克了原子钟这个最大屏障。

2020年6月23日,我国北斗三号全球卫星导航系统最后一颗组网卫星在西昌卫星发射中心点火升空。新华社发

最终,这3支队伍全都取得成功,自主研发的星载原子钟达到国际先进水平,并实现“双钟”相互备份,卫星可靠性和在轨寿命大幅提升。不仅如此,现在用在北斗三号全球系统卫星上的原子钟,其精度已提升到每300万年才会出现1秒误差,完全满足了北斗系统的定位精度要求和卫星的使用寿命。

缺少“中国芯”,一直是困扰我国高科技领域的一块“心病”。对于北斗系统应用和产业化来说,拥有国产北斗芯片,对于确保北斗系统的应用安全和获得产业发展主动权至关重要。

中国卫星导航系统管理办公室通过揭榜挂帅,组织国内40余家单位,创新管理模式,打破中标项目终身制,通过多轮实物比测、产业化考核,成功研发了体积更小、功耗更低、精度更高的射频系带一体化导航定位芯片,从此北斗拥有了自己的“中国芯”。如今,国产北斗芯片工艺达到世界先进水平,性价比与世界主流产品相当,国产北斗兼容型芯片及模块销量达到亿级规模,已在物联网和消费电子等领域广泛应用。

回顾北斗系统这些年走过的历程,在国际卫星导航竞技场上,北斗系统闯出了一条独特的探索、钻研、建设、发展之路。目前,北斗三号全球系统不仅攻克了具有自主知识产权的星载原子钟、星间链路、自主定轨等关键技术,建立了国产器部件从研制、验证到应用的工作体系,实现卫星核心器部件国产化率100%。

大国重器,必须靠自己。可以说,北斗系统的核心竞争力正在于其强大的自主创新体系能力和举国体制优势,北斗人始终坚定不移地走在自主创新的道路上,让中国创新闪耀苍穹,服务全球,激扬起亿万人民同心共筑中国梦的磅礴力量。

2.开放融合

北斗系统的发展既立足中国,又放眼世界。习近平总书记指出:“中国愿同各国共享北斗系统建设发展成果,共促全球卫星导航事业蓬勃发展。”

今天,镶嵌在联合国全球卫星导航系统国际委员会LOGO上的四颗卫星中,有一颗就代表着中国北斗。“中国在卫星导航领域发挥出领袖和榜样作用。”联合国外空司前任司长马兹兰·奥斯曼博士说。

确实,北斗的开放融合,体现了中国始终秉持人类命运共同体的理念。中国将继续积极务实地以最大的诚意与其他系统开展协调合作,为全球用户提供更高性能、更加可靠和更加丰富的服务。

在2020年10月1日开幕的迪拜世博会上,名为“华夏之光”的中国馆吸引了世界各国游客前来打卡。“北斗系统在中国馆的精彩亮相,彰显了北斗系统作为为全球民众提供公共服务的空间基础设施的重要意义,充分表达了中国愿同世界各国共享北斗系统建设成果、推动构建人类命运共同体的发展理念。”中国卫星导航系统管理办公室主任、北斗系统工程副总设计师冉承其说。

作为联合国外空司全球卫星导航系统委员会认可的核心供应商,北斗系统自建设之初,就坚持“开放、兼容”的发展原则,分别同美国、俄罗斯就北斗系统与GPS、格洛纳斯系统(GLONASS)的系统间兼容与互操作签署双边协议,与欧盟持续推动北斗系统与伽利略系统(Galileo)的兼容与互操作协调。

当前,多个卫星导航系统并存的世界格局已经形成,竞争与合作并行,多系统融合应用成为重要的发展趋势。

自2014年以来,中美建立了卫星导航合作对话机制,设立了推进兼容与互操作联合工作组,签署了《北斗与GPS信号兼容与互操作联合声明》,实现两系统射频兼容。中国与欧盟成立了兼容与互操作工作组,共同为全球用户提供更优质的卫星导航服务。

2015年初,在中俄总理定期会晤委员会框架下,正式成立中俄卫星导航重大战略合作项目委员会,为两系统深化合作奠定了坚实基础;中俄政府间签署了《关于和平使用北斗和格洛纳斯全球卫星导航系统的合作协定》等成果文件,两系统优势互补、融合发展。

为了使卫星导航更好地惠及民生福祉、服务人类发展进步,中国正积极推动与其他国家和地区共享北斗系统建设发展成果——中俄、中阿(盟)、中阿(根廷)、中巴、中沙、中伊(拉克)等双边合作协议相继签署,中阿北斗合作论坛、中非北斗合作论坛、中国—中亚北斗合作论坛等常态化合作机制和平台相继建立。北斗系统已在西亚、南亚、北非等国家得到成功应用,在建筑施工、国土测绘、防灾减灾、应急救援等多个领域发挥积极作用;北斗系统积极融入国际标准,先后进入民航、海事、移动通信、搜救卫星等多个国际组织,多项支持北斗的国际标准发布,北斗正在随着5G、民航、航海工业等走向全球。

知行合一,行远自迩。秉持“中国的北斗,世界的北斗,一流的北斗”的发展理念,北斗系统积极履行“让各国人民共享发展机遇和成果”的承诺。如今,北斗系统已经进入全球产业化发展新时代,相关产品已输出到120余个国家和地区,向亿级用户提供服务。北斗人正以登高望远的格局、坚定从容的自信和美人之美的胸襟,朝着全球化发展阔步前行。

3.万众一心

天为棋盘星作子,北斗光华耀太空。北斗系统的缔造,离不开背后数以万计的科研人员的钻研与探索。北斗系统按期成功建成,是中国特色社会主义集中力量办大事制度优势的具体体现,也是全体北斗人“万众一心”,精诚合作、协作奉献的具体体现。

从几十人的项目小组,到如今30万人的团队;从最初北斗一号的两颗、三颗、四颗卫星,到北斗三号全球系统覆盖全球星座,27年过去,曾经的年轻人60后、70后们,已渐生华发。今天,80后、90后们已经挑起了大梁,北斗卫星研制团队有55%是35岁以下青年,所有型号总设计师、总指挥中将近一半人不到45岁,平均年龄比国外相关团队年轻十几岁。

“这一历史过程的风风雨雨、酸甜苦辣,历历在目。在北斗团队中,有国家‘两弹一星’功勋奖章、‘共和国勋章’获得者孙家栋院士,80多岁高龄时依然和年轻的研发人员一起摸爬滚打,也有无数中青年科研技术骨干力量。”作为亲历者,杨长风院士坦言,“这支队伍既要继承精益求精的科研精神,传承丰硕的科研成果,同时也要大胆创新,突破既有的思维范式,大家万众一心,这是北斗工程的制胜基因。”

要知道,建设全球系统与区域系统相比,不是简单的规模“扩容”,而是全面的整体“升级”,这对工程全线尤其是卫星系统带来空前挑战。事前据专家论证测算,以我国当时的研制能力,如果仍由一家单位抓总研制,很难在2020年年底前完成30颗卫星的研制生产。

为如期“交卷”,工程全线通过强化产品多家布局,特别是采取卫星“双总体”,让两个卫星总体单位分别组织队伍、同步抓总研制,为确保北斗三号全球系统快速高效组网发挥了重要作用。

2020年北斗收官发射正值疫情防控吃劲阶段,多支试验队伍、数百名科技人员齐聚发射场,任务实施过程又一波三折。面对特殊严峻的形势,总体层面精心做“统法”,统筹资源、统筹力量、统筹工作;各试验队一再做“减法”,把现场人员压到最少、工作流程调到最简、各类风险控到最小;发射场全力做“加法”,加强防控措施、加大保障力度、加紧解决困难,齐心协力、共渡难关,有效确保了发射任务和场区防疫“双胜利”。

艰难困苦,玉汝于成。我国仅用了两年半时间就实现了18箭30星高密度组网发射连战连捷,北斗三号全球系统星座部署提前半年全面完成,刷新世界卫星导航系统组网发射纪录,彰显了“中国速度”。

“积力之所举,则无不胜也;众智之所为,则无不成也。”北斗系统的成功,离不开众多无名英雄的付出。因为相同的梦想,为了同一个目标,建设者们从五湖四海来到了北斗工程。在这里没有重要次要之分,没有台前幕后之别,400多家单位、30余万科研人员共同努力、攻坚克难。

新时代北斗精神彰显了团结协作、众志成城的人民力量。被称作“五千万”工程的北斗工程,调动了千军万马,经历了千难万险,付出了千辛万苦,正走进千家万户,也将造福千秋万代。

4.追求卓越

仰望星空,北斗环绕。北斗三号全球系统已成为我国迄今为止规模最大、覆盖范围最广、服务性能最高、与人民生活关联最紧密的巨型复杂航天系统。北斗系统工程技术卓越、运行服务卓越、工程实施管理卓越,体现了北斗人对“一流的北斗”的不懈追求。

“随着最后一颗星的发射成功,北斗三号全球系统全面建成,北斗系统的功能和性能进一步提升,北斗应用的规模化、产业化和国际化将更上一层楼。”中国卫星导航定位协会会长于贤成说,从区域应用来讲,北斗三号全球系统在中国及周边地区,所提供的增强服务、精密单点定位服务将为北斗高精度的泛在化应用奠定坚实基础,可以更好地支撑如智能网联汽车、无人系统等高精度应用,同时有可能催生出更多的大众高精度应用需求。区域短报文通信服务容量的提升、通信能力的增强、使用功耗的降低,都将极大提升北斗短报文这一特色服务功能的应用市场空间。而短报文与移动通信的结合,也将有望使短报文应用在手机市场形成突破,从而开启大众规模化应用之门。

“从全球范围来讲,北斗三号全球系统除提供更优的定位、导航和授时服务外,还可以提供全球短报文服务和全球搜救服务,从而真正实现‘中国的北斗,世界的北斗’。”冉承其表示,未来我国将继续发扬“自主创新、开放融合、万众一心、追求卓越”的新时代北斗精神,秉持“中国的北斗、世界的北斗、一流的北斗”发展理念,2035年前建成更加泛在、更加融合、更加智能的国家综合定位导航授时(PNT)体系,以持续发展的北斗系统为核心,构建覆盖天空地海、基准统一、高精度、高安全、高智能、高弹性、高效益的时空信息服务基础设施,为构建人类命运共同体做出更大贡献,服务全球,造福人类。

近年来,在北斗创新融合应用方面取得了不少成果,“北斗+”“+北斗”应用案例推陈出新,凸显了北斗应用产业发展强大的生命力。下一步,将继续推动北斗与5G、物联网、无人驾驶、人工智能、区块链等新技术交叉融合,北斗系统应用模式将会更加丰富。

斗转星移,北斗前进的脚步没有停止,创新发展的精神也不会停歇。正如杨长风院士所言:“不论走多远,我们的初心永远不会改变。从此,北斗将永远走在‘为全人类提供导航服务’的路上。”

《光明日报》( 2021年12月10日 05版)