三轨合璧你是这样的“北斗”

12月16日，西昌卫星发射中心，第12组北斗三号地球中圆轨道卫星成功发射入轨。至此，北斗三号所有中圆地球轨道卫星发射完毕。该类卫星由西向东不断运动、服务覆盖全球，组成北斗全球组网的核心星座，全部24颗升空，标志着北斗三号全球系统核心星座部署完成，其服务性能和用户体验将进一步提升。

2018年12月27日，中国正式宣布“北斗”开始提供全球服务，只用了约1年时间，“北斗”建设就取得了阶段性重大成就，并为2020年最终实现全球组网，建成中国面向全球的重大公共服务空间基础设施奠定了坚实基础。

迈向世界

“中国的北斗，世界的北斗。”服务国际社会一直是中国卫星导航系统的“初心”。然而，既要志存高远，也要脚踏实地，“北斗”建设之初，中国有关部门就制定了先服务中国，再亚太，后全球的“三步走”发展战略，并在此基础上设计了符合中国国情的北斗卫星星座结构。

北斗卫星导航试验系统即北斗一号，也被称作“双星定位系统”，由3颗离地约3.6万公里高的地球同步卫星组成，其中两颗为工作卫星，分别定点在东经80°、东经140°上空，第三颗为在轨备份卫星，定点在东经110.5°，它们俯瞰中华大地，与地面应用系统一起向区内用户提供全天候的即时定位服务。值得一提的是，北斗一号在2008年汶川特大地震救援中，起到重要作用。

北斗二号把服务范围拓展到亚太更广阔的区域。与之相应，其星座采用了特有的混合式结构，即其星座由被昵称为萌星（地球中圆轨道卫星）、吉星（地球静止轨道卫星）和爱星（倾斜地球同步轨道卫星）的3种不同轨道的卫星组成。萌星不辞辛劳地绕着地球运转，尽量覆盖全球更广阔的区域；吉星与地球自转同步，聚焦中国；爱星像辛勤的蜜蜂一样，运行轨迹点如跳“8”字舞，始终聚焦亚太地区。北斗三号服务全球，其星座设计虽然也延续了混合式结构，但卫星总数从北斗二号的14颗大幅增加至30颗，萌星从4颗增加至24颗，吉星和爱星均为3颗，较之都减少了2颗。

北斗三号建设萌星先行。2017年11月5日，首组两颗萌星从西昌卫星发射中心升空入轨。此后约1年时间，萌星迎来高密度发射，又有8组共16颗入轨并开始服役。进入2019年，剩余6颗萌星分3组，分别于9月23日、11月23日和12月16日，发射入轨。在爱星发射方面，2019年4月20日、6月25日、11月5日，3颗爱星接连升空。在吉星发射方面，2018年11月1日，首颗发射入轨。截止目前，北斗三号还缺少两颗吉星。据北斗卫星导航系统总设计师杨长风透露，其发射任务将于2020年6月前完成。

精细入微

12月5日，“中国卫星之父”、中国科学院院士孙家栋接受了一个新的头衔“北京地铁公司高级技术顾问”，指导“北斗”技术在城市轨道交通领域的示范应用，他由此成为“北斗”应用于“智慧地铁”建设的重要推动者。作为北斗导航卫星系统建设功臣，孙家栋的精力不仅用在“放卫星”“建星座”上，而且致力于北斗实践系统应用。

“北斗”是庞大的系统。我们对其印象最深的可能是卫星星座，但是这只是其空间段而已，除此之外，还有用户段和地面段等组成部分。在北斗空间段建设高歌猛进、日益完备的同时，其用户段和地面段建设也在加快推动。

“智慧地铁”是用户段建设的重要领域之一。地铁是城市非暴露空间的典型场景，但卫星导航信号不能覆盖室内和地下空间。近来，基于北斗技术体系，北京地铁与全图通位置网络有限公司合作，综合应用“北斗授时+空间数字化+超宽带+5G”等技术，建设北京地铁城市轨道交通定位系统，为北京地铁提供高精度定位、导航和授时服务。目前，该系统已在北京地铁1号线完成了“一站一区间”的应用示范。未来，北斗技术将服务于北京地铁行车调度、维修安检、应急指挥等工作提供基础性保障。

“北斗”在不断扩大应用范围和领域的同时，也在不断提升导航精度，加强地基增强系统建设是提升精度的重要途径之一。2018年5月，经过近4年努力，国家北斗地基增强系统“全国一张网”建设基本完成，具备为用户提供广域实时米级、分米级、厘米级和后处理毫米级定位精度的能力。2019年11月，国家北斗卫星地基增强站的核心设备——新一代时空服务器“潜龙”正式发布，计划将于2020年上半年完成对全国所有的北斗地基增强站服务器的替换，在实现自主可控方面迈进一大步。

携手四方

作为全球四大导航系统之一，“北斗”致力于推动与其他三大系统及有关国家和地区的合作并取得积极成就。今年，中俄卫星导航政府间合作协定正式生效。按照该协定，中俄两国将至少各在对方境内部署3个卫星导航系统地面站，中国境内的“格洛纳斯”站将部署在上海、乌鲁木齐、长春。俄罗斯境内的“北斗”站将部署在奥布宁斯克、伊尔库茨克、堪察加彼得罗巴甫洛夫斯克。此外，双方还将在开发和生产使用格洛纳斯和北斗系统的民用导航设备等方面合作。另外，中美两国在北斗系统与GPS系统信号兼容与互操作方面，中国和欧洲关于北斗系统和伽利略系统的频率协调方面都在持续推进。

自2018年成功主办全球卫星导航系统国际委员会第十三届大会，中国又先后举办了第二届中阿北斗合作论坛、首届中国-中亚北斗合作论坛。据悉，中国有关方面目前正积极筹备中国-上海合作组织卫星导航论坛，推动北斗加入中非合作论坛、中拉论坛。