杨长风等:加快建设下一代北斗系统 筑牢国家时空信息服务重要基石******
2020年7月31日,习近平总书记向世界宣布北斗三号全球卫星导航系统正式开通,标志着北斗“三步走”发展战略圆满完成,北斗迈进全球服务新时代。
北斗卫星导航系统是我国独立建设运行的全球卫星导航系统,是联合国全球卫星导航系统国际委员会明确的全球系统核心供应商之一。北斗三号全球卫星导航系统的建成开通,是我国攀登科技高峰、迈向航天强国的重要里程碑。北斗卫星导航系统开通服务两年以来,持续运行稳定,性能稳中有升,产业快速发展,服务亿万大众,成为国家重大战略性时空信息基础设施。进入新的历史阶段,面对世界卫星导航新一轮竞技和用户不断增长的泛在时空信息需求,应深入贯彻新发展理念,加快建设下一代北斗系统,并以北斗为核心构建国家综合时空体系,抢占未来发展制高点,着力构建新发展格局,努力实现高质量发展。
迈上全球服务新阶段,树立精稳运行高标杆
北斗三号全球卫星导航系统仅用两年半时间高密度发射18箭30星,且组网发射“零故障”,创造了世界卫星导航发展史上的奇迹。
精度世界一流。北斗系统通过创新星座构型、构建星间链路、优化信号体制等多种技术创新,在全球范围实现一流精度。国际卫星导航监测组织及监测评估系统实时对我国北斗、美国GPS、俄罗斯格洛纳斯、欧洲伽利略系统等全球系统监测评估结果表明,北斗系统全球定位精度优于5米,在亚太地区的精度更高,超过美国GPS、俄罗斯格洛纳斯等系统,服务性能世界一流。同时,北斗系统还可提供差异化的高精度和高完好服务,构建天地基增强服务体系,在我国及周边地区通过星基增强、精密单点定位和地基增强服务,为用户提供从米级到分米级、厘米级和事后毫米级的高精度服务,以及I类精密进近完好性服务,进一步满足用户高性能的导航定位需求。
服务功能强大。北斗系统突破卫星导航多体制兼容和一体化设计系列关键技术,在卫星平台上实现7大服务、3个频点8个信号的集成融合设计,不仅可以向全球用户提供基本的定位导航授时服务,还具备多种特色服务功能。其中包括向全球用户提供的全球短报文通信和国际搜救服务,向我国及周边地区用户提供的区域短报文通信、星基增强服务、精密单点定位和地基增强服务。北斗系统多信号的融合播发,有利于用户获取更多的可用信号,有利于提升用户高精度定位的效率,提升导航定位的可信度和可靠性。
运管高效有力。北斗全球系统由30颗卫星、数十个地面站,以及卫星与卫星、卫星与地面、地面与地面间数百条链路构成,是我国迄今为止规模最大、覆盖范围最广、服务性能要求最高的巨型复杂航天系统,也是国际上第一个实现星地一体组网业务化运行的全球卫星导航系统。针对北斗系统庞大复杂、一体运行要求高、运行管理模式新等特点,创新构建中国特色的北斗系统运行管理体系。管理层面,充分发挥新型举国体制优势,建立集中统一的组织机构和工作机制,构建高效运转的管理机制和多方联保机制;技术层面,大力实施数据融通与智能运维工程,推动运管向智能化方向发展,运管水平大幅提升。
运行连续稳定。卫星导航系统作为提供时空信息服务的基础设施,连续稳定运行是重要要求,服务中断将直接影响用户使用。北斗系统的建成开通不是终点,而是新的起点。高稳定运行能力和高可靠连续服务,是北斗系统进入全球服务时代的新标尺。从世界上其他全球卫星导航系统运行来看,均出现过服务中断或服务偏差等问题。例如,2019年,欧洲伽利略系统因地面段升级造成精密时间设施故障,服务持续中断117小时,引发国际卫星导航领域高度关注。北斗系统自2012年12月27日向亚太开通服务以来,至今服务“零中断”;2020年7月31日向全球开通服务以来,系统运行连续稳定,系统性能稳中有升。
培育壮大时空服务产业,助力高质量发展
“天上好用,地上用好。”实现应用服务是北斗系统建设的出发点,也是落脚点。近年来,我国卫星导航与位置服务产业保持年均20%左右的稳健增长,2021年总产值达4690亿元,北斗规模应用进入市场化、产业化、国际化发展的关键阶段。
促进产业生态健康发展。作为我国战略性新兴产业,卫星导航产业经过十余年发展,已形成涵盖芯片、模块、天线、板卡、终端和服务全链条的完整产业链,芯片工艺从130纳米提升到14纳米,尺寸从150多平方毫米缩小到5平方毫米。近年来,北斗兼容型芯片模块销量超过亿级规模,北斗产业化发展写入国家“十四五”规划和2035年远景目标纲要,各地方、各行业也陆续出台相关规划和政策。目前,我国已建立北斗基础产品检测认证、北斗导航专利优先审查等机制,成立全国北斗卫星导航标准化技术委员会,卫星导航基础产品自主优质供给不断扩大,卫星导航专利累计申请量保持全球第一,百余项重要标准先后制定发布,北斗产业生态持续健康发展。
保障国民经济命脉安全。北斗深度融入我国国民经济多个领域,通过提供精准、可靠的时空基准信息服务,实现显著的经济效益和社会效益。在交通运输领域,建成全球最大的车联网平台,截至2021年底,国内超过780万辆道路营运车辆、4万多辆邮政快递干线车辆已应用北斗系统,大幅提升我国综合交通管理效率和运输安全水平。在通信领域,与中国移动合作在全国范围建设超过4000座北斗地基增强基准站,建成全球规模最大的5G+北斗高精度服务系统,可面向全国广大地区提供高精度定位服务。在电力领域,已完成超过2000座电力行业北斗地基增强基准站部署,为无人机自主巡检、变电站机器人巡检、杆塔监测等提供高精度服务。在救灾减灾领域,已建成多级服务平台,应用北斗终端约5万台,成功预警甘肃黄土滑坡、湖南石门山体滑坡等自然灾害。随着新基建战略的布局推动,北斗加速融入并持续护航电力电网、金融、电信、信息网络等基础设施建设,为国民经济命脉安全稳定运行提供有力保障。
赋能经济社会产业发展。北斗广泛进入民生领域,正在催生“北斗+”和“+北斗”的新业态、新模式,深刻改变人们的生产生活方式。以智能手机和智能穿戴设备为代表的北斗大众领域应用获得全面突破,包括智能手机器件供应商在内的多家国内外主流芯片厂商与北斗达成合作。2021年,在国内智能手机出货中,支持北斗系统的达3.24亿部,占总出货量的94.5%。在智慧家居、智慧社区、智慧文旅、智慧教育等涉及大众生活的数字化应用场景,北斗精准统一的时空服务正加快与物联网、云计算、大数据、人工智能等新技术融合,促进经济社会提质增效发展。
推动构建人类命运共同体。中国的北斗,也是世界的北斗。北斗全球系统的建成是我国为全球公共服务基础设施建设作出的重大贡献,也对推动构建人类命运共同体具有深远意义。北斗积极推动国际化发展,务实开展国际合作,与其他卫星导航系统兼容共用、共同发展,携手为全球用户服务。积极履行全球系统核心供应商的责任担当,广泛参与联合国框架下多边协调交流活动,成功加入国际民航、海事、通信、搜救等国际组织标准,服务国际主要行业应用。根据不同国家、不同行业应用需求,提供定制化的北斗应用解决方案,国产北斗应用产品输出到全球半数以上的国家和地区,东盟、南亚、东欧、西亚、非洲、阿盟等用户陆续加入北斗“朋友圈”,北斗应用惠及全球,为世界贡献中国智慧和中国力量。
加快建设下一代北斗,打造竞争新优势
2020年,世界卫星导航发展进入新纪元,全球四大卫星导航系统和日印等区域系统均已提供服务,并瞄准2035年前后形成新的竞争优势。展望未来,北斗系统要应势而上、承上启下,不断开拓创新,打造竞争新优势。
卫星导航进入新一轮国际竞技。当前,全球在轨运行服务的卫星数量有近140颗,世界卫星导航全面进入多系统服务新阶段。为进一步提升系统能力和全球竞争力,世界各主要卫星导航国家瞄准更高精度、更多功能、更加安全,均在规划和部署新一代系统。美国计划2034年前完成32颗GPSIII系列卫星部署,欧洲计划2035年前完成第二代伽利略系统建设,俄罗斯计划2030年建成以新一代卫星为主体的导航星座,新一轮世界卫星导航新竞技态势日益凸显。
创新升级北斗系统。面对创新超越的重要机遇期,北斗要创新系统架构,在现有中高轨混合星座基础上,紧抓商业航天发展机遇,构建高中低轨混合星座,实现全球分米级高精度服务能力;要加强核心攻关,加快激光星间链路、数字化载荷、新型原子钟等对系统精度和安全性提升有关键影响的核心技术和产品研发;要创新运维模式,推动监测资源天基化、时空基准天基化、地面系统一体化、运维能力智能化发展;要强化特色功能,实现更大容量、更高速率、更低功耗的短报文通信能力和全球随遇接入能力,全面提升系统性能、拓展服务功能、强化安全可信。
构建综合时空体系,擘画未来发展新愿景
习近平总书记指出,北斗系统将面向“一带一路”国家和地区开通服务,2020年服务范围覆盖全球,2035年前还将建设完善更加泛在、更加融合、更加智能的综合时空体系。
当前,我国正在积极推动以北斗为核心构建国家综合定位导航授时(PNT)体系,满足万物感知、万物互联和万物智能时代的时空信息服务需求,支撑新一轮科技革命和产业变革。
融合多种手段满足泛在可信需求。人类获取时空信息的手段经历了自然地物导航、机械装置导航、无线电/惯性导航、卫星导航四个阶段。目前,卫星导航满足了全球地表及近地空间内用户普适的低成本PNT需求,但由于无线电信号具有信号易被遮挡和干扰等固有特性,卫星导航应用存在一定局限。例如,在复杂电磁环境下易受干扰和阻断,信号穿透障碍能力受限,在隧道、峡谷、密林、高楼、室内等区域,有时无法正常使用,而且难以抵达深海、深空。面对人类活动空间逐步扩展到陆海空天全域和更加泛在安全的应用需求,要综合发展卫星导航、惯性导航、室内导航、水下导航、深空导航等多种导航技术,融合5G、大数据、人工智能等新技术,形成陆海空天一体、室内室外无缝衔接的时空信息服务能力。
以北斗为核心构建综合时空体系。卫星导航虽然存在一定的使用局限,但在各种定位导航授时手段中,以其全球覆盖、全天候、全天时、高精度、便捷性、低成本等独特优势,既是目前人类社会使用最广泛的PNT手段,也是为其他各类PNT手段提供统一时空基准的重要基础。相比卫星导航,任何其他PNT手段都不能兼具上述优势,缺少卫星导航,将导致PNT体系碎片化发展。当前,我国正在推动以北斗系统为核心的国家综合PNT体系建设,2035年前,我国将建成基准统一、覆盖无缝、安全可信、高效便捷的国家综合时空体系,通过体系融合聚能、赋能、生能、强能,为未来智能化、无人化发展提供核心支撑。在不远的未来,从室内到室外,从深海到深空,用户均可享受全覆盖、高可靠的导航定位授时服务,北斗卫星导航系统将更好地服务全球、造福人类。
作者:杨长风 卢鋆(杨长风系中国工程院院士,北斗卫星导航系统工程总设计师;卢鋆系北斗地面试验验证系统副总设计师,北京跟踪与通信技术研究所高级工程师)
来源:《中国网信》2022年第5期
奏响人与自然和谐共生新乐章——2023开年推进绿色发展一线观察****** 2022年岁末,《国家公园空间布局方案》正式发布,遴选出49个国家公园候选区(含正式设立的5个国家公园),到2035年我国将基本建成全世界最大的国家公园体系。 2023年开年之际,记者在采访中看到,鄱阳湖畔,数不清的候鸟在引吭高歌;华北平原,蓝天成为人们照片里最美的背景;巢湖岸边,农田里越冬的不是庄稼而是“草”……各地牢固树立和践行绿水青山就是金山银山的理念,着力推动绿色低碳发展,神州大地正在奏响人与自然和谐共生的新乐章。 视频:奏响人与自然和谐共生新乐章——2023开年推进绿色发展一线观察来源:新华社客户端 照片里记录变化:让环境更加优美 高耸入云的天津广播电视塔、变化起伏的城市天际线……寒冬时节,摄影爱好者孙涛登上位于天津市区的南翠屏公园山顶,用相机将冬日美景记录下来。 “以前想拍城市天际线可不容易,放眼望去灰蒙蒙一片,根本拍不到好照片。现在空气好了,天空蓝得通透,随手一按快门就能拍出‘大片’。”孙涛感慨道。 党的二十大报告要求,坚持精准治污、科学治污、依法治污,持续深入打好蓝天、碧水、净土保卫战。 开年工作第一天,天津市生态环境局就在网站公布了《天津市减污降碳协同增效实施方案》,明确了未来几年污染防治和气候变化应对的重点任务。 天津市生态环境局大气环境处处长王文美介绍:“下一步,我们将持续做优企业环境绩效分级,助推产业提升,科学、精准地降低大气污染物排放强度。同时,进一步强化京津冀及周边地区大气污染联防联控,不断提升科技化指挥调度的能力水平,为老百姓换回更多蓝天。” 一列复兴号列车从北京永定门城楼前驶过(2022年8月16日摄)。新华社记者 鞠焕宗 摄广袤乡村承载着人们对田园生活的向往,也是美丽中国建设的重要内容。随着污染防治攻坚战不断向纵深推进,各地着力解决农村的垃圾、污水、厕所等问题,为老百姓留住鸟语花香田园风光。 浙江省杭州市临安区龙岗镇的村民们参加垃圾分类小游戏,学习垃圾分类知识(2021年9月16日摄)。新华社记者 徐昱 摄寒冬时节,记者来到河北省保定市涞水县赵各庄镇福山口村,眼前群山环绕,拒马河蜿蜒流淌。这条河,是福山口村村民、摄影爱好者许增利眼里的“宝地”。 相册里的一张张照片记录着当地生态环境的巨大变化。2022年,许增利拍到了国家一级保护动物——中华秋沙鸭,照片发到朋友圈后,收获了不少网友点赞。 “我拍到这些珍稀水鸟也就近几年的事儿。”许增利翻开一张前些年的旧照片,河岸边全是垃圾,“以前人们习惯把垃圾往河边倒,夏天污水横流、臭气熏天,到秋天大风一刮,垃圾四散。” 许增利往后翻着相册,看着一张文化广场的照片说:“这原来是村里堆垃圾的地方,现在建成了广场,有凉亭有花草,好多人喜欢坐在这看看山水。”随着保定市开展农村人居环境整治,福山口村也行动起来,治理垃圾污水,改善村容村貌。 保定市农业农村局副局长崔文宇表示,目前保定农村生活垃圾基本实现无害化处理,基本实现村庄干净、整洁、有序的目标。“农村人居环境实现‘质变’不容易,要想保持好成果还需要久久为功。” 账本上透视前景:让发展更加绿色 2022年12月21日,山东首单排污权交易在刚刚搭建完成的山东省排污权交易平台上竞价成交。山东三丰新材料有限公司每年7.81吨挥发性有机物排污权被两家企业买走。 “多余的排污权能换成真金白银,我们节能减排的积极性更高了!”公司的一位负责人惊喜地说。 卖方山东三丰新材料有限公司加大废水废气的处理力度,通过对产生的有机废气进行高温分解燃烧,实现废气达标排放,节省出了部分排放指标。买方两家公司需要排污权指标保障项目落地,最终分别以每吨1490元的价格竞得3.594吨、每吨1470元的价格竞得4.216吨排污权。 党的二十大报告提出,完善支持绿色发展的财税、金融、投资、价格政策和标准体系,发展绿色低碳产业,健全资源环境要素市场化配置体系,加快节能降碳先进技术研发和推广应用,倡导绿色消费,推动形成绿色低碳的生产方式和生活方式。 山东省生态环境厅总量处副处长苏波介绍,山东的排污权有偿使用和交易工作以东营、临沂为试点,开展市域内交易。下一步将探索扩增试点城市范围,并谋划研究全省统一的排污权交易政策体系,有效推动实现环境要素优化配置,为经济社会高质量发展做好支撑。 在广西融水苗族自治县杆洞乡党鸠村,村民在河长的组织下清理乌嘎河垃圾(2022年11月19日摄)。新华社记者 黄孝邦 摄推动经济社会发展绿色化、低碳化是实现高质量发展的关键环节。农药化肥减量、畜禽粪污综合利用、耕地轮作休耕……如今,农业生产也正在悄然改变。 元旦前后,在安徽巢湖的一级保护区内,大片的农田里生长着正在越冬的紫云英,绿意盎然。 安徽省肥西县花岗镇英塘村农民将紫云英翻耕入地,作为有机水稻种植的底肥(2020年4月10日摄)。新华社记者 刘军喜 摄合肥市巢湖市烔炀镇的种粮大户张文建介绍,以前种地都是稻麦轮作或稻油轮作,土壤明显板结,作物产量也越来越低。“我们秋季在田里种植了紫云英,等到4月再翻入土中,能起到改良肥力、调节土壤酸碱度的效果。” 甘肃省甘南藏族自治州临潭县八角镇“八角花谷”内新修建的旅游公厕(2019年9月5日摄)。新华社记者 张睿 摄“以前种地至少打四五遍化学农药,现在就封闭除草期和孕穗期各打一遍生物制剂,其他都靠物理防控,稻米的品质更好,自然也不愁销路。”刚刚参加完中化现代农业安徽有限公司巢湖技术服务中心组织的绿色种植培训,张文建也积攒了不少经验。 中化现代农业安徽有限公司为巢湖一级保护区内近6000亩农田提供全产业链服务。公司业务运营部负责人李骏算了算账:“以绿色种植的方式种植优良品种,农民的水稻可以卖到每斤1.7元,加工出的巢湖大米更是卖到每斤7.5元,实现了绿色生态农产品卖出更优价格。” 笑容里展望未来:让人与自然更加和谐 冬日阳光下,鄱阳湖上的晨雾似一层薄纱,笼罩着鸟儿的啼鸣。 江西鄱阳湖南矶湿地国家级自然保护区管理局南山管理站站长李建新露出笑容:“这个冬天数十万只候鸟在湖区越冬。令人惊喜的是,一些珍稀候鸟特别是东方白鹳的数量明显增多了。” 众多候鸟在江西鄱阳湖南矶湿地国家级自然保护区的湿地栖息(2022年11月11日摄)。新华社记者 万象 摄“加快实施重要生态系统保护和修复重大工程”“实施生物多样性保护重大工程”“建立生态产品价值实现机制”……站在人与自然和谐共生的高度谋划发展,党的二十大报告作出一系列部署。2022年12月30日,新修订的野生动物保护法正式表决通过,法律将进一步加强对野生动物栖息地的保护,维护生物多样性和生态平衡。 候鸟在鄱阳湖畔的南昌高新区五星白鹤保护小区栖息(2022年12月21日摄)。新华社记者 万象 摄鄱阳湖是亚洲最大的候鸟越冬地。就在几个月前,李建新他们还在为鸟儿们的越冬栖息忧心忡忡——受旱情影响,鄱阳湖水位明显下降。 保护区管理局会同保护区内的3个村委会、1个红石厂谋划实施“协议管湖”——由管理局提供经费,从退捕渔民中聘请管湖员,争分夺秒控水保水,为迁徙水鸟和原生物种提供优质栖息地。 李建新说:“未来一段时间,我们还要加大巡护力度,清理沉在湖底的废弃渔网渔线,让鸟儿们在鄱阳湖安全过冬。” 绿水青山就是金山银山。刚刚过去的元旦假期,不少游客登上重庆市开州区举子园内的文峰塔,将汉丰湖的一湖景色尽收眼底。正值三峡水库丰水期,偌大的汉丰湖上,不少浅滩已被淹没,形态、颜色各异的植物在水中挺立,形成一片片别具特色的水中林地。 重庆市开州区汉丰湖国家湿地公园(2020年5月22日摄,无人机照片)。新华社记者 黄伟 摄汉丰湖是当地为治理消落带生态环境形成的一片人工湖。开州区在重庆汉丰湖国家湿地公园创新性实施集水质净化、景观美化、水土保持、生物多样性提升等功能于一体的鸟类庇护林、林泽、基塘、滩涂生态保育四级工程。 如今,汉丰湖不仅改善了生态环境,也繁荣了经济业态。依托生态优势,当地建成汉丰湖水上俱乐部等10余个文旅项目。据统计,2022年汉丰湖景区接待游客600余万人次。 “坐在汉丰湖边吹吹风、喝喝茶,惬意得很。”湖边一家农家乐的主人周波笑着告诉记者,他的农家乐观光季每天可接纳100多人,预计今年的生意一定会更红火。 人与青山两不负。新年伊始,神州大地生机勃发,亿万人民用勤劳的双手建设美丽家园,一幅人与自然和谐共生的画卷正在生动铺展。 文字记者:高敬、黄江林、高博、张武岳、水金辰、陈毓珊、李晓婷 视频记者:张南琦、张涛、岳文婷、苏凯洋、邹尚伯、张硕、余国庆、潘志伟、程济安、曹力、陶冶、李晓婷、何春好、毛俊、罗新才(摄制)、牛思佳(报道员)、李采霏(报道员)、罗翀(报道员)、杨成(报道员)、汪喜兵(报道员)、董立厚(报道员)、刘文化(报道员)、陈永松(报道员)、贺宝(报道员)、王磊(报道员)、李雪梅(报道员)、赵海涵(报道员)、关智文(报道员) 海报设计:赵丹阳 新媒体编辑:姜子炜 (新华社)
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