（图片来源：央视新闻）

今天，北斗三号全球卫星导航系统正式开通。经过全国400多家单位、30余万科研人员26年的艰苦奋斗，我国终于将时间位置信息这一重要战略资源，牢牢掌握在了自己手中。

运行在地球静止轨道、倾斜地球同步轨道、中圆地球轨道上，各司其职的30颗北斗三号卫星中，有10颗出自中国科学院微小卫星创新研究院。自2009年参与北斗三号卫星的研制，这支年轻的百人团队在任务最密集的一年，曾创下“9个月接连发射8颗星”的纪录，一系列突破常规的创新让北斗星座闪耀着“上海之光”。

赴京参加开通仪式的微小卫星创新院副院长、北斗三号卫星系统总设计师林宝军，抑制不住内心的激动，现场创作了一首藏头诗：“自主铸就北斗星，创新擘画玉汝成。开放彰显乾宇志，融合时空谋共赢。万众抗疫同舟济，一心相异退群声；追求普惠华夏愿，卓越湛卢献和平。”藏在每句开头的是新时代北斗精神——自主创新、开放融合、万众一心、追求卓越。他把自己和团队比作“铸剑人”，而北斗就是为国而铸的一柄“湛卢剑” 。

“长板理论”赋予北斗“持续先进性”

“攻关十年、验证十年”，为了确保天上任务万无一失，这是一条航天领域不成文的规定。但这是否意味着一颗成熟的卫星只能使用20年前的技术？

“大家都习惯于‘短板理论’，通过提升技术短板来实现性能提升。但我们为何不能采用‘长板理论’，最大限度拓展未来的成长性需求？”林宝军说，这一研发思路的确立，给北斗三号的设计带来了颠覆性改变——新技术只要靠谱，不用等十年！

2015年3月，新一代北斗导航卫星发射。这颗卫星上，新技术的占比超过70%，而一般卫星上使用新技术的比例不到30%。星间链路实现了一星通、星星通之后，卫星观测值提高了10-30倍，测控覆盖从30%提高到100%,；采用全新卫星导航平台，使卫星减重一半，寿命提升20%；首次采用了基于氮化镓的固态功率放大器，可有效提高信号质量……这颗星令世界对中国的卫星研制技术刮目相看。

自主研发的星载氢原子钟，是北斗三号卫星中的制高点技术，它使卫星的授时精度世界领先。但很少有人知道，北斗星上配备了“双氢双铷”星载时频系统。

“氢钟是新技术，并未经过航天验证，但有成熟的铷钟保底，通过时频无缝切换技术，万一氢钟出了故障，我们仍能确保卫星正常使用十年。”在林宝军看来，哪怕氢钟只工作到七年，也是提早为用户带来了更好的体验。

目前，北斗导航卫星的全球组网虽已完成，但其卫星数量仅达到组网需求的下限。未来，我国还将择机发射备份星，继续提升整个导航系统的性能。如何让在轨卫星的性能也能与时俱进？林宝军为它设计了可重构的系统，“卫星上天之后，我们可以通过软件实现在轨赋能，实现产品的更新换代”。

30出头“战神团队”在夹缝中闯出一条路

今天，作为北斗研发的主要力量，只有百余人的微小卫星创新院北斗研发团队，已有了“战神团队”之称。因为他们曾经在9个月里接连发射了8颗卫星——这个纪录连美国GPS和欧洲伽利略团队都做不到。

回想2009年开始组建团队时的艰辛，林宝军不无感慨：由于此前已有多个国外导航系统，北斗所能使用的频率资源并不是最好的，发展技术的过程中时常碰到知识产权壁垒。“我们是在夹缝中闯出了一片天地，实现也锻造出了这支有激情、有梦想，自信而又忘我工作的团队。”

平均年龄只有30岁出头，90%以上拥有博士、硕士学历，他们中的许多人或许跳个槽，就能轻松拿到现在两三倍的收入，可他们却有着非常一致的价值观。

2012年刚毕业，李绍前就加入了微小卫星的北斗团队。尽管这里的工作忙到没有双休日，可他却感觉每一天都充满意义：“当看到自己的设计思路随卫星上了天，这种成就感难以用言语表达。”

北斗三号上的很多创新，都是靠这群年轻人大胆试出来的：团队独创性地提出了“功能链”的设计理念，使系统大为优化，节省下了大量重量和空间，用以携带更多设备；他们突破了自主诊断恢复技术，让卫星具有了“自诊断、自恢复”能力。

“我们的成功离不开上海的创新土壤，同时我们也把上海制造融入到国之重器的研制过程中。”在北京参加开通仪式的中科院微小卫星创新研究院院长龚建村说，北斗三号中，既有中科院数十年技术积累的强大创新基因，更有上海市给予的各种强有力的支持。

短短十年，微小卫星创新院已发展到正式职工600多人，拥有五个研发团队，承担不同的国家任务，在研卫星超过30个型号。目前，创新院在张江园区具备一年研制10颗吨级卫星的能力，而在临港的新基地已完成一期建设，将具备同时研发30-50颗吨级卫星的能力。

让老百姓相信北斗、愿意用北斗、喜欢北斗

“从无到有，从区域到全球，北斗卫星导航系统实现了真正的跨越式发展，没有辜负全国人民的期望。”在林宝军看来，作为我国第一个复杂网络、高性能、又离老百姓最近的航天系统工程，“造得好，更要用得好”，一定要让老百姓相信北斗、愿意用北斗、喜欢北斗。

今年新冠疫情期间，北斗为武汉火神山和雷神山医院的建设提供了高精度定位服务；长江中下游地区遭受洪涝灾害，北斗综合减灾示范项目发挥北斗终端移动4G+短报文多网络融合的通信保障优势，开展灾区灾害信息报送。

实际上，北斗系统提供服务以来,已在交通运输、农林渔业、水文监测、气象测报、通信时统、电力调度、救灾减灾、公共安全等领域得到广泛应用，融入国家核心基础设施，产生了显著的经济效益和社会效益。据统计，2019年我国卫星导航与位置服务产业总体产值达3450亿元。北斗与互联网、大数据、人工智能等新技术的融合发展，正在构建以北斗时空信息为主要内容的新兴产业生态链，推动着生产生活方式变革和商业模式的不断创新。

就在北斗三号卫星全球导航系统建成开通之日，科研人员没顾得上多休一天假。他们在会议室看完央视直播的视频后，又一头扎进实验室。

“这不是一个终点，而是一个新的起点。”龚建村透露，目前团队已在研制北斗三号备份星，并已开始为我国下一代更加泛在、更加融合、更加智能的综合定位导航授时（PNT）体系开展关键技术攻关。

林宝军设想，北斗三号实现了技术跨越式发展之后，“我们还要创造、引领需求，不断通过高科技手段，推动中国制造跨越到中国创造”。

作者：许琦敏
图片：中科院微小卫星创新研究院提供
责任编辑：任荃

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