全球瞩目的“北斗”工程，有青岛的“硬核”科技力量

星空浩瀚无比，以“星辰大海”为征途，我们对宇宙的探索和追求从未止步。

6月23日，是中国航天科技史上又一个被载入史册的日子。这一天，北斗三号全球卫星导航系统最后一颗组网卫星成功发射，我国提前半年全面完成北斗全球卫星导航系统星座部署。

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一系列航天大动作，意味着中国北斗将真正实现服务全球、造福人类。

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更为令人振奋的是，这项伟大的航天事业是完全由中国自主建设、发展和运行的，北斗导航卫星单机和关键元器件国产化率达到100%，核心技术完全实现自主可控。

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这背后，青岛元素贡献了“硬核”科技力量：

中国电子科技集团公司第二十二研究所为北斗系统装上“火眼金睛”、穿上“护体铠甲”，帮助北斗系统解决任何异常影响；

青岛市光电工程技术研究院提供了太阳帆板监视相机和太阳敏感器，将以往的纯数据转化成可视的图像，确保北斗系统在太空中按照预定轨迹“稳稳”地前进；

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作为“后援团”，依托中国电子科技集团公司第41研究所和国防科技工业光电子一级计量站建设运营的北斗开放实验室青岛分实验室也早已成立。

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△资料图

1 为什么北斗升空我们如此兴奋

在了解北斗系统中的青岛元素之前，我们必须花一点时间深入认识一下这项中国乃至世界航天史上“史无前例”的伟大工程。

自20世纪后期，我国开始探索适合国情的卫星导航系统发展道路，逐步形成了“三步走”发展战略：2000年底，建成北斗一号系统，向中国提供服务，中国的卫星导航系统实现“从无到有”；2012年底，建成北斗二号系统，向亚太地区提供服务；2020年，建成北斗三号系统，具备完整全球服务能力。

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从立项论证到启动实施、从双星定位到区域组网，再到覆盖全球，我国卫星导航系统建设走出了一条自力更生、自主创新、自我超越的建设发展之路。

如果说在浩瀚的星空中，北斗星是无可替代的指路明星，那么在我国的航天事业中，北斗系统就是当之无愧前沿代表，它承载和见证了中国从航天大国迈向航天强国的历程。

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作为全球唯一由3种轨道卫星构成的导航系统，北斗系统是最精准的卫星导航系统之一，其最终目标是为全球用户提供全天时、全天候、高精度的全球定位导航授时服务。

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△6月23日，我国北斗三号全球卫星导航系统最后一颗组网卫星在西昌卫星发射中心点火升空。新华社记者 江宏景 摄

北斗卫星导航系统工程总设计师杨长风说，北斗系统采用3种轨道卫星组成了混合导航星座，这可以保证在全球任何位置、任何时间都可以给出精准的定位。与世界其他卫星导航系统相比，北斗的高轨卫星更多，抗遮挡能力强，尤其在低纬度地区性能优势更为明显。而美国GPS、俄罗斯格洛纳斯、欧洲伽利略等导航系统都基本分布在单一高度轨道上。

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北斗系统创新融合了导航与通信能力，北斗三号全球系统进一步提升了北斗独有的短报文通信服务。这意味着，在应急情况下或是没有移动通信信号的区域，装有北斗短报文模块的北斗终端可以通过短报文进行紧急通讯。

高大上的科技，服务的是接地气的生活。我们可以通过一组数据“化繁为简”，对这种技术进行直观感受：北斗三号的信息发送能力从原来的一次120个汉字，提升到一次1200个汉字；通信带宽也进一步提升，从50万用户能力提高到500万用户。

中国北斗，星耀全球。

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北斗作为贴近百姓生活的大国重器，越来越深入人心。目前，全世界一半以上的国家都开始使用北斗系统。北斗系统已在交通运输、农林渔业、水文监测、气象测报、通信系统、电力调度、救灾减灾、公共安全等领域得到广泛应用，产生了显著的经济效益和社会效益。

交通运输方面，北斗系统应用于重点运输过程监控、公路基础设施安全监控、港口高精度实时定位调度监控等领域；农林渔业方面，基于北斗的农机作业监管平台实现了农机远程管理与精准作业，为渔业管理部门提供船位监控、紧急救援、信息发布、渔船出入港管理等服务；

大众服务应用方面，北斗导航定位服务已被电子商务、移动智能终端制造、位置服务等厂商采用，广泛进入大众消费、共享经济和民生领域……

中国北斗，导航未来。

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北斗系统的技术和能力水平，对标的是世界一流。据中国卫星导航系统管理办公室，通过对之前29颗北斗三号卫星的测试，系统能力已达到预期。后续，中国北斗将持续参与国际卫星导航事务，推进多系统兼容共用，开展国际交流合作，根据世界民众需求推动北斗海外应用，共享北斗最新发展成果。

2 兴奋之余，更有一份骄傲

北斗系统凝结了全国的智慧，其中，自然少不了青岛的“硬核”支持。

以刚刚完成系统部署的在北斗三号全球卫星导航系统为例，驻青科研院所中国电子科技集团公司第二十二研究所承担了北斗某干扰检测和某信号质量监测两个工程项目。

这两个项目可对卫星传输到地面的各类型信号及其所处电磁环境进行检测分析和综合评估，识别威胁北斗系统安全保障的各类影响因素，并对其进行快速实时分析和异常处理。

有了它们“保驾护航”，北斗各类型电磁信号和电磁环境就如同装上“火眼金睛”、穿上“护体铠甲”，北斗系统受到的任何异常影响都将被及时监测和处理。

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时间回到2018年初，我国在西昌卫星发射中心以“一箭双星”方式成功发射第二十六、二十七颗北斗导航卫星，这两颗卫星是我国北斗三号工程第三、四颗组网卫星。其中，青岛市光电工程技术研究院也贡献了两个核心部件：

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由青岛光电院研制的太阳帆板监视相机对太阳帆板的展开过程进行了拍摄，图像顺利传回了地面卫星测控站，圆满完成了对组网卫星太阳帆板运行过程的可视化监测。

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要知道，在此之前，中高轨卫星发射后的在轨工作状态一般依靠分析遥测数据来判断。青岛光电院研发的太阳帆板监视相机在国际上首次实现在中高轨开展图像监视，实现了对中高轨卫星活动部件的运动过程进行可视化监控，创新性地开辟了中高轨卫星在轨状态可视化监测的新途径，填补了该领域的空白。

同样来自青岛光电院的产品还有让卫星有方向感的太阳敏感器。它是卫星姿态确定系统的一个重要测量部件，体积小、质量小、功耗低、结构简单。整体只有一元钱硬币那么大，搭载一个只有小指甲大小的探测器，能接受太阳的信号。

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有了它，卫星在太空中接受太阳的照射便会产生电子电流，“照相机”会呈现电子流的强弱，形成一幅有不同电子流的图像，并将这些信息实时传回，地面会通过区分太阳信号的强弱,来确定卫星的朝向和倾斜度,调整卫星姿态。

作为北斗系统当之无愧的“后援团”，依托中国电子科技集团公司第41研究所和国防科技工业光电子一级计量站建设运营的北斗开放实验室青岛分实验室也早已成立并有效运转。作为北斗领域首个以“推动北斗应用”为目标的全国性非盈利开放合作与资源共享平台，这个实验室由中电科41所等七家单位联合发起成立，在北京、西安、长沙、泉州等地设有分实验室。

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其中，青岛分实验室拥有卫星导航仿真测试服务开放平台、北斗用户设备测试系统计量监测装置等大型科研服务开放平台，依托在电子测量仪器、自动测试系统研发的专业技术队伍和无线电、时间频率等领域的计量测试技术研究队伍，提供仪器资源、数据资源、专家资源、研究资源的开放共享服务和卫星导航相关通用/专用仪器仪表计量测试服务。

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从某种程度上说，“北斗导航”已经成为青岛科研院所的标签之一。

△2020年6月23日，北斗三号最后一颗全球组网卫星顺利进入预定轨道，发射任务取得圆满成功。（图片来源：中国日报网）

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当然，除了技术支持者，青岛也早早成为了北斗系统应用的“受益者”。

北斗导航系统目前已大面积应用于海上、野外安全保障。青岛海洋地质研究所在野外考察和海上科考中就一直应用这个系统。

“这相当于我们的安全保障，我们从2013年开始配备北斗终端，主要用于海上和陆域野外地质调查的安全装备保障，可在海上、偏远山区等无手机信号地区保持与基地的实时联系。”青岛海洋地质研究所相关负责人王恒然介绍，依托中国地质调查局安全生产管理保障系统平台，可实现实时定位、信息通信、报送平安、一键报警，以及记录野外调查人员、车辆、船舶行动轨迹等。

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考察船一出海就有可能长达几个月，到了海上手机就完全没有了信号，通过北斗终端，才能让后台的工作人员知道科考船的位置、路径等等。可以说，北斗系统就是科考船与基地之间联系的生命线。”

北斗导航系统除了在航海上发挥着重要作用，在农业上更能显其神威。

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眼下，在平度张戈庄镇，安装了北斗系统的拖拉机变得十分智能，可以利用北斗系统提供的高精度定位信息，按照预定路径实现自动行进、自动对行等精准作业。种植过程中，农民只需气定神闲地调整方向盘，便可以让农业机械如同长了眼睛，能自己看路、自己行走，完成对大葱等作物的种植。

这样一套神奇的系统，让农民不用经验就能把地种好，而且工作效率翻了番地提高。有了北斗导航系统的助力，农民双手得以解放，农业正向着智能化、精准化加速迈进。

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3 大国重器里，青岛身影亮眼

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配合国家战略前沿，推动国家科技进步。在类似北斗系统这样的大国重器中，青岛元素在“上天入海”的探索中频频出现，越来越亮眼。

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因海而生，向海而兴，仅仅在海洋这一个领域，青岛的多艘大洋科考船就为海洋强国战略屡立战功。粗略地数一下青岛的科考船，就可以大致还原我国海洋科考的实力。

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我国第一艘现代化的综合性远洋科学考察船“大洋一号”是我国承担国际海底区域资源勘探开发活动的主力调查船；“科学”号是国内最先进的几条综合科考船的建设“范本”；“向阳红”系列成为我国海洋科考醒目的标签；“蛟龙”号载人深潜器多次探秘深海大洋；“海燕”号水下滑翔机不断刷新中国水下滑翔机工作深度……

在代表中国速度的高速列车研发制造领域，青岛元素也“加足了马力”。就在今年6月21日，历经近四年的科技攻关，中车四方股份公司项目团队又突破高速磁浮系列关键核心技术，成功研制的试验样车并首次试跑成功，标志着我国高速磁浮研发又取得重要新突破，也为后续高速磁浮工程样车的研制优化提供了重要的技术支持。

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首个、首次、首台、最快、最深、最大……这样的表述中，青岛元素频频出现，一次次用青岛的硬核实力刷新着我国各个领域科技发展的最前沿，在国之重器中肩负起青岛的科技担当。

作者 耿耿

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