“支持北斗是必然的,否則 iPhone 12 一定會慘遭淘汰。”北斗三號系統衛星總設計師林寶軍在采訪中表示。
果然,蘋果也難過“北斗關”;最新發布的 iPhone 12 系列手機已全系支持北斗衛星導航系統。
至此,北斗系統已基本覆蓋中國智能手機市場。這并不讓人意外,畢竟,當下的北斗實力,已不容忽視。
受制于人
北斗衛星系統,是我國自主研制,繼美國 GPS、俄羅斯 GLONASS 后的第三個成熟的全球衛星導航系統,同時也是聯合國衛星導航委員會認定的供應商之一。
盡管目前北斗已與其它全球衛星導航系統平起平坐,但在二十多年前,中國衛星系統還只是“小透明”,需要依賴他國的定位系統,例如 GPS。
美國自 1958 年就開始研制衛星定位系統,耗資 300 億美元最終建成了 GPS ,并向全球開放民用,但軍用部分,依舊掌握在自己手中。
當時,在中國以外,世界上許多國家也都在使用 GPS。作為技術成果的擁有者,美國占據著絕對的控制權,在某些時刻甚至可以上升為“霸權”。例如,“銀河號”事件之時。
1993 年,美國宣稱駛往伊朗阿巴斯港的中國“銀河”號貨船載有制造化學武器的前體化學品,在印度洋公海海域攔截,要求上船檢查。甚至在中方尚未作出回應時,美方就已直接切斷貨輪的 GPS 信號。一時間,“銀河號”在海上失去方向,寸步難行。
拒絕,窩囊,我們要背黑鍋;讓他們去查,某種程度上我們受到了侮辱,也窩囊。
時任外交部國際司副司長沙祖康回顧這段歷史時如此說道,這種被“卡脖子”的不適感讓國人更加清楚地知道建設衛星系統的重要性。
值得一提的是,在“銀河號”事件之前,美國曾將 GPS 應用于海灣戰爭中,在軍用中取得巨大成效,被稱為“軍事力量的倍增器”,這讓包含中國在內的各個國家意識到必須建立自有的“GPS”。
1994 年,中國終于將建設自有衛星系統提上議程,正式啟動“北斗一號”的建設。
之所以說“終于”,是因為這并非我國在衛星系統上的首次嘗試;1967 年的“燈塔計劃”, 1983 年陳芳允等專家學者提出的雙星定位方案都是針對衛星建設提出。
但這些計劃不是無果而終,就是被擱置,盡管結合當時背景來看,經濟條件十分受限,但說到底,還是因為不夠重視。
雖然沒有亮眼的研究成果,但八十年代時確立了北斗系統的“三步走”發展戰略——
北斗一號:試驗驗證系統,向中國提供服務;
北斗二號:區域導航定位系統,向亞太地區提供服務;
北斗三號:全球導航定位系統,向全球提供服務。
不同于美國 GPS 的一步到位,結合當時國情,中國的衛星建設是先區域再全球。規劃十分美好,但現實卻十分骨感。
困難重重
中國建設北斗一號,一沒經驗二沒錢,科研設備少,研發環境簡陋。更為雪上加霜的是,西方國家的技術封鎖。
(北斗一號立項前)像我們國家搞通訊衛星引進的一些產品,會無緣無故的得到了禁運、封鎖。在北斗一號立項的時候,對于技術禁運,以及不出售一些高指標產品給我們,應該說國外還是有所考慮。
北斗系統首席總設計師謝軍在采訪中回憶稱。
不過,這種想在萌芽期斬草除根的方法并未奏效。在工程師們的潛心攻關下,2000 年,我國發射了 2 顆地球靜止軌道衛星,2003 年又再次發射,“北斗一號”系統建成。
“北斗一號”解決了中國自主衛星導航系統的有無問題,邁出了衛星建設第一步。而伴隨著成功而來的,是西方國家更進一步的技術封鎖。
謝軍表示,在北斗二號建設時明顯感覺到國外在一些產品上的討價還價,或者不提供所要求的技術指標。
星載原子鐘技術便是其中之一。由于西方國家禁運,“北斗的心臟”原子鐘成為工程關鍵技術瓶頸。可以說,如果不能實現突破,北斗建設就沒戲了。
除了需要解決技術困境,中國還需與歐盟競爭衛星導航的頻段。
黃金頻段早已被美俄占用,而勉強擠出的一小段頻率需要各國申請競爭,競爭的規則便是西方國家制定的“先到先得”;也就是說,誰先上天算誰的。
另外,按照國際電聯“七年為限”的申請規則,我國需要在 2007 年 4 月 17 日前發射衛星,否則將作廢申請。
雖然我國在 2000 年進行了申請,但在 2000-2004 年期間,北斗二號一直處于論證工作,再加上參與“歐洲伽利略計劃”走了彎路,真正留給北斗二號建設的時間,僅有三年。
一方面是外部技術封鎖,一方面是內部時間緊迫,北斗團隊只能和困難斗爭,與時間賽跑。
終于,2007 年 4 月,北斗二號系統第一顆導航衛星準備發射,但在臨門一腳之時,北斗團隊卻在第三次總檢時發現衛星應答機異常。
截止時間一點點在逼近,但如果不排除故障,則無法證明實現頻率傳輸。最終,北斗團隊決定再與時間賽跑一次,將應答機取出修復。
那三天,說句實在話,心情是緊張、沉重、壓力也很大,72 小時基本上沒合眼。
北斗工程總設計師楊長風回憶稱。
2007 年 4 月 14 日 4 時,北斗二號衛星順利起飛。4 月 16 日 20 時許,衛星傳回信號;此時距離國際電聯的“七年之限”僅剩不到 4 小時。
“北斗芯”皆為“中國芯”
拿下了衛星頻段,北斗二號系統也成功部署,北斗建設的“三步走”已行進了 2/3,要實現終極目標,最后一步非常關鍵,它決定著中國北斗能否從區域走向全球。
2009 年,中國啟動北斗三號系統建設。
有了美國 GPS 封鎖,以及合作開發“伽利略”系統的經驗教訓在前,中國更加明確一件事——獨立!獨立!獨立!
“只有核心器部件 100% 自主可控,北斗三號衛星才不會受制于人。”
林寶軍在采訪中說道。
為了實現完全獨立自主,中國北斗并沒有采取美國 GPS、俄羅斯“格洛納斯”系統全球布站的方式,而是建立星間鏈路,實現衛星與衛星、衛星與地面站的鏈路互通,減少地面站的依賴。
然而,星間鏈路加大了衛星運算量,芯片成為”頭大之處“。
以往衛星使用的歐洲 sc80c32 芯片已難以滿足更高的算力以及更低的錯誤率需求,而國內雖有芯片,但并未接受過應用檢驗。
權衡之下,北斗團隊最終選擇了名不見經傳的國產龍芯。后來的事實也證明了,國產龍芯不僅算力達到要求,即使在惡劣空間環境下,也能保證衛星正常工作。
“國產不等于不好,國產不等于不可靠”、“北斗芯片跟國外基本水平是同一量級”、“都是自己干出來的”、“地面也完全是中國芯”·······在北斗三號建成之后,工程師們底氣十足地表示。
結合當下不怎么太平的國際形勢來看,盡管會對北斗國際化造成影響,但對北斗衛星來說,并不存在所謂的“卡脖子”。
2020 年 6 月 23 日,北斗三號最后一顆全球組網衛星點火升空,全面完成了北斗三號全球衛星導航系統星座部署。
這一時間,比原計劃提前了半年。北斗三號 12 顆組網衛星的部署任務用時三年零三個月,而其成果卻實現了美國 GPS 2 到 GPS 3 20 年才完成的跨越。
而這些,是北斗團隊不分晝夜開展研究換來的。
行軍床就放在了辦公室,累了就躺一下,醒了接著做。
這是北斗團隊的真實寫照。
這樣的景象,恰如其分地詮釋了——“哪有隨隨便便的成功?不過是不忘初心地堅持”。
如今,從覆蓋范圍來看,北斗系統已能夠與 GPS 平起平坐了,但這并非終點。林寶軍表示:
在四大導航系統里,原來的目標是爭二保三,但我覺得既然上場就要進球,我的目標就是世界第一,否則咱就別做。
但爭奪第一并不是為了顯擺,而是在于更好地提供服務——
古代中國人發明的指南針,全世界都在用,北斗是中國航天人給世界的又一貢獻。建設北斗不是為了稱霸世界,是為了造福全人類。
而這,才是真正的大國風范。
國產替代的最佳寫照
從上世紀末一窮二白的決心發展,再一步步突破封禁重圍,到完全獨立自主地建立自有的全球衛星系統,中國北斗的姿態從追趕、并跑、再到超越,歷時 26 載,過程滿是辛酸。
相似的遭遇,在 21 世紀的當下,正在半導體、手機行業中重演。
歷史經驗告訴我們,即便是技術封禁,即便是發展受困,但并非無路可走,國產替代便是最佳方式。
中國北斗,已經給出了最好證明。
它所映射出的,不僅是時代的印記,更是中國尋求獨立自主的無畏與堅韌。
真正的強大,總要經過千錘百煉;真正的強大,不是征服,而是分享。
中國北斗,已經給出了最佳寫照。
責編AJX
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