科技推動(dòng)力，深空深海搶占科技制高點(diǎn)。全覆仰望蒼穹，蓋國攻關(guān)從北斗七星定向到北斗衛星導航，加速技術(shù)我們見(jiàn)證了古代人類(lèi)智慧與現代科技力量的下代系統完美融合。根據去年底發(fā)布的北斗《北斗衛星導航系統2035年前發(fā)展規劃》，2025年我國將完成下一代北斗系統關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，深空深海2035年完成下一代北斗系統建設。全覆新的蓋國攻關(guān)一年，科研團隊究竟在進(jìn)行哪些核心技術(shù)攻關(guān)，加速技術(shù)下一代北斗系統又將擁有哪些新的下代系統硬核本領(lǐng)呢？
在中國科學(xué)院微小衛星創(chuàng )新研究院，記者看到，北斗科研人員正在對去年剛剛發(fā)射組網(wǎng)的深空深海北斗三號的兩顆收官星進(jìn)行在軌監測。
北斗三號衛星系統總體主任設計師 李紹前：現在這兩顆星，全覆我們是蓋國攻關(guān)剛剛完成了衛星的在軌測試，現在星上所有設備的狀態(tài)還有指標都是很好的。
北斗三號衛星星座由中圓地球軌道衛星、地球靜止軌道衛星和傾斜地球同步軌道衛星三種組成。最新發(fā)射的兩顆北斗三號收官星屬于中圓地球軌道衛星，入網(wǎng)工作后，將進(jìn)一步提升北斗三號全球衛星導航系統可靠性及定位導航授時(shí)、全球短報文通信等服務(wù)性能，在支撐北斗系統穩定運行和北斗規模應用的同時(shí)，將為下一代北斗導航衛星技術(shù)升級進(jìn)行相關(guān)試驗。
北斗三號衛星系統副總指揮 科研管理部部長(cháng) 沈苑：下一代星間的互聯(lián)互通是我們北斗系統要持續去增強的一個(gè)能力。另外星上的時(shí)頻，也是我們最核心的一個(gè)制高點(diǎn)技術(shù)，所以我們要在這兩方面來(lái)進(jìn)行相關(guān)驗證的工作。
北斗三號衛星系統首席總設計師 林寶軍：現在正在測我們更高精度的原子鐘，目前看效果還不錯，新型的原子鐘在天上已經(jīng)鎖定了，我們已經(jīng)當主鐘在用了。整個(gè)新型的星間鏈路現在也已經(jīng)建鏈了，正在按部就緒地做，做好了之后可以為北斗四號作基礎。
突破關(guān)鍵核心技術(shù) 讓北斗閃耀蒼穹
北斗系統是我國迄今為止建設的規模最大、覆蓋范圍最廣、服務(wù)性能要求最高、與百姓生活關(guān)聯(lián)最緊密的巨型復雜航天系統，也是全國400多家單位、30多萬(wàn)名科研人員集智攻關(guān)的重大成果。數十年來(lái)，時(shí)間頻率系統、星間鏈路技術(shù)、航天處理器等一項項關(guān)鍵核心技術(shù)的突破，一個(gè)個(gè)科技制高點(diǎn)的搶占，讓北斗系統閃耀蒼穹，并真正走進(jìn)我們的生產(chǎn)生活。
時(shí)間頻率系統被稱(chēng)為北斗系統的“心臟”，為地面運控系統提供基準時(shí)頻信號。從北斗一號開(kāi)始，中國科學(xué)院上海天文臺研制的時(shí)間頻率系統一直為北斗系統提供連續、穩定的時(shí)間頻率信號，形成了北斗時(shí)。在實(shí)驗室里，記者看到，科研人員正在調試新型的氫原子鐘，這也是時(shí)間頻率系統的核心設備，其性能指標直接決定著(zhù)導航系統的定位精度。
中國科學(xué)院上海天文臺正高級工程師 謝永輝：我們最早研制的是23公斤級的星載氫原子鐘，早期配置在北斗系統上面，已經(jīng)連續運行了接近10年。后期我們也在研制更小型化的13公斤級的星載氫原子鐘，就是這臺，它的性能指標基本保持一致，然后重量大幅壓縮，然后配備在中軌衛星上面就擴展它的應用范疇。在未來(lái)下一代北斗導航上面，我們將會(huì )大規模使用。
從最開(kāi)始買(mǎi)其他國家的原子鐘，到自主研制銣原子鐘，再到更高精度的氫原子鐘，北斗系統的“心臟”越來(lái)越強勁。林寶軍總師介紹，雖然科研團隊已經(jīng)在研究比氫原子鐘精度更高的新型原子鐘，但是第一臺氫原子鐘上天的過(guò)程卻還歷歷在目。
北斗三號衛星系統首席總設計師 林寶軍：大家說(shuō)沒(méi)上過(guò)天，幾個(gè)億的項目，它是最主要的東西，萬(wàn)一壞了，幾個(gè)億的東西不就廢了嗎？為此我們發(fā)明了鐘的無(wú)縫切換技術(shù)，氫鐘和銣鐘同時(shí)工作，即使氫鐘壞了，我可以無(wú)縫切換到銣鐘，這個(gè)無(wú)縫切換可以做到20皮秒，就是說(shuō)如果氫鐘好使，時(shí)頻系統就可以做到比銣鐘高1~2個(gè)量級的精度，即使它不好使可以切到銣鐘，也可以和現有的導航系統達到同樣的精度。
航天領(lǐng)域有條不成文規定，衛星采用新技術(shù)的比例一般不超過(guò)30%。然而，這個(gè)大膽創(chuàng )新的團隊，卻讓北斗三號首發(fā)星的新技術(shù)超過(guò)了70%。此外，北斗三號研制團隊還在國際上首次實(shí)現衛星自主診斷、隔離和修復，新的用戶(hù)需求也可在北斗三號衛星上直接賦能；研制團隊首創(chuàng )的星間鏈路技術(shù)，使衛星測控覆蓋率從30%提高到100%，即使在地面站不足的情況下，也能保證全球導航精度；國產(chǎn)龍芯抗輻照芯片的使用，則填補了國產(chǎn)航天處理器空白，使核心器部件真正實(shí)現自主可控，讓北斗有了中國芯。
北斗三號衛星系統首席總設計師 林寶軍：正是有了這些創(chuàng )新，我們有了自己的系統，我們再不受制于人。北斗系統已經(jīng)用到了200多個(gè)國家，現在產(chǎn)值也已經(jīng)到了5000多個(gè)億，所以說(shuō)正是在航天高科技上，我們努力去攻關(guān)，搶占制高點(diǎn)，才有我們今天的北斗。
我國將建設北斗綜合定位導航授時(shí)體系
根據《北斗衛星導航系統2035年前發(fā)展規劃》，未來(lái)在確保北斗三號系統穩定運行基礎上，我國將建設技術(shù)更先進(jìn)、功能更強大、服務(wù)更優(yōu)質(zhì)的下一代北斗系統。
北斗三號衛星系統首席總設計師 林寶軍：北三首發(fā)，夢(mèng)為馬，揚帆啟明；越雄關(guān)，斂態(tài)定制，再踏新程。
這是北斗三號衛星系統首席總設計師林寶軍寫(xiě)的一首詞《滿(mǎn)江紅·北斗三號收官星》，記錄了北斗三號建設的關(guān)鍵節點(diǎn)，也梳理了北斗30年的發(fā)展脈絡(luò )。
北斗三號衛星系統首席總設計師 林寶軍：望未來(lái)，泛在又融合，更智能。我們未來(lái)的導航系統要做成什么？要做成更加泛在、更加融合、更加智能的PNT(綜合定位導航授時(shí))體系。
《北斗衛星導航系統2035年前發(fā)展規劃》指出，下一代北斗系統將以“精準可信、隨遇接入、智能化、網(wǎng)絡(luò )化、柔性化”為代際特征，提供覆蓋地表開(kāi)闊空間及近地空間的米級至分米級實(shí)時(shí)高精度、高完好的定位導航授時(shí)服務(wù)。根據規劃，我國將在2025年完成下一代北斗系統關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)；2027年左右發(fā)射3顆先導試驗衛星，開(kāi)展下一代新技術(shù)體制試驗；2029年左右開(kāi)始發(fā)射下一代北斗系統組網(wǎng)衛星，2035年完成下一代北斗系統建設。
北斗三號衛星系統首席總設計師 林寶軍：我們下一代北斗的目標，其實(shí)簡(jiǎn)單地說(shuō)我們就要實(shí)現深空、室內和水下的導航問(wèn)題。通過(guò)這種創(chuàng )新工作，通過(guò)搶占制高點(diǎn)的工作，使我們的人民生活越來(lái)越好，這就是我們的愿望。
(總臺央視記者 帥俊全 任梅梅 韓文旸)