【北斗科普】北斗卫星导航系统建设历程介绍

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卫星导航系统(十)



北斗导航系统建设历程介绍

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自1994年北斗工程启幕，至北斗三号全球卫星导航系统落成，党中央领航掌舵，举国倾力支持。北斗团队秉持自强不息之姿，锐意进取，薪火相继。以智慧汗水，绘就航天华彩篇章，凝铸新时代北斗精神，于中国特色社会主义建设、人类命运共同体构建之业，立下不朽功勋。

北斗导航系统建设气势恢宏，号为“五个千万工程”——聚千军万马之力，历千难万险之途，经千辛万苦之程，入千家万户之境，造千秋万代之福。此“五个千万”，不惟北斗研制之路与其重大意义之生动摹写，更淋漓尽致展现我国社会主义制度之优长，昭显中国人民与中华民族之创造伟力、奋斗伟力、团结伟力、梦想伟力。



北斗七星示意图

“691“灯塔一号”工程（萌芽）

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提及中国卫星导航系统，大众熟知的往往是始于 20 世纪 90 年代建设的北斗卫星导航系统。但鲜有人知，早在 20 世纪 60 年代，中国人就有了利用人造卫星进行导航定位的大胆设想，且与世界发展同步。

钱学森、赵九章等老一辈科学家敏锐洞察到卫星导航的重大意义，适时提出研制导航卫星、构建中国卫星导航系统的规划。中央高度重视并大力支持。

1969 年，中国卫星导航工程先驱项目 —— 代号 “691” 的 “灯塔一号” 工程正式立项并列入国家计划。到 20 世纪 70 年代末期，卫星初样阶段工作圆满完成，眼看就要进入正样研制。然而，当时国家工业基础薄弱、经济实力有限，原定技术指标也逐渐落后。1980 年，为贯彻 “调整，改革，整顿，提高” 方针，遵循研制急用、实用卫星的原则，“灯塔一号” 项目下马封存。

尽管 “灯塔一号” 下马令人惋惜，但其播下的希望种子，在改革开放的土壤与 “科学的春天” 滋养下，即将生根发芽，开启新的篇章。



北斗卫星导航系统

北斗导航试验系统

（北斗一号）

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1983 年，陈芳允院士等专家提出利用 2 颗地球同步轨道卫星测定目标的创新设想，以最小投入实现导航卫星从无到有的突破，获孙家栋等科研大家赞同，相关单位迅速开展预研与试验。

1994 年，中国卫星导航工程获批立项，命名为 “北斗一号双星导航定位系统”，孙家栋任工程总设计师，开启中国第一代卫星导航系统研制征程。

2000 年 10 月 31 日，北斗一号 01 星发射成功，12 月 21 日，02 星升空，二者构成北斗导航试验系统，我国独创定位体制，迈出关键一步。2003 年 5 月 25 日，备份星 03 星发射。同年 12 月 15 日，北斗导航试验系统开通运行，面向中国及周边提供有源服务，标志我国独立自主建立卫星导航定位系统目标达成。

中国由此跻身世界导航卫星强国，成为第三个拥有导航卫星的国家，解决自主卫星导航从无到有的难题，为下一代系统建设奠定技术基础，开启中国卫星导航事业新篇章。

北斗导航区域系统

（北斗二号）

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2003 年，中国建成北斗导航试验系统，与早已完成全球组网的美国 GPS、俄罗斯格洛纳斯相比，它覆盖范围小，仅能基本定位与授时，推广艰难。但北斗人不服输，决心打造更优系统。

1999 年，中国空间技术研究院超前论证第二代卫星导航定位系统。2004 年 9 月，北斗卫星导航系统建设启动。面对全球组网难题，团队经讨论，创新性提出 “先区域、后全球” 思路。北斗一号卫星总设计师范本尧称赞这 “三步走” 战略契合国情，让中国提前十年用上北斗。

为快速形成区域服务能力，北斗团队提出混合星座方案，由中圆地球轨道 MEO 卫星、地球静止轨道 GEO 卫星、倾斜地球同步轨道 IGSO 卫星组成，被亲切称为 “萌星”“吉星”“爱星”。这一创新方案，为国际导航技术注入中国智慧。

中国北斗比美国 GPS 晚 20 年起步，却后来居上。2009 - 2012 年 10 月底，北斗二号连续发射 16 颗卫星完成组网。2012 年 12 月 27 日，北斗二号向亚太地区服务，使中国摆脱对国外导航系统的依赖，在全球导航舞台崭露头角。

北斗导航全球系统

（北斗三号）

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北斗三号全球卫星导航系统示意图

2009 年，北斗三号全球卫星导航系统立项，北斗团队立下 “中国的北斗、世界的北斗、一流的北斗” 目标。当时，国际主流导航系统采用单一轨道卫星部署，北斗却独辟蹊径，开创性提出并建成国际首个混合星座导航卫星系统。

2020 年 6 月 23 日，第 55 颗北斗卫星入轨，北斗三号全球卫星系统混合星座工程完成，形成 “3GEO+3IGSO+24MEO” 卫星阵容。从服务亚太到全球，北斗凭借独特混合星座设计，贡献中国方案，彰显中国智慧。

自 2009 年建设启动，难题不断，北斗团队攻坚克难，突破核心技术，解决全球布站难题，实现部组件和核心元器件 100％国产化自主可控。北斗系统特有的短报文通信功能，北斗三号较北斗二号服务容量提升 10 倍，单次可发 1000 个中文字符以及可以发送语音图片信息。2017 年 11 月 5 日，北斗三号首批组网星 “一箭双星” 发射入轨，开启组网序幕。

此后不到 3 年，全体工程人员日夜奋战，30 颗组网卫星相继发射，提前半年建成北斗三号系统，达成 “三步走” 战略目标。2020 年 7 月 31 日，北斗三号全球卫星导航系统正式开通，服务全球，中国北斗走向世界舞台中央。



北斗卫星发射！

回首31载征程，北斗团队凭借无畏勇气与坚定信念，一路攻坚克难。科研人员挑灯夜战，以自主创新精神，在全球卫星导航未知领域开拓进取，从轨道布局设想至芯片自研，为北斗崛起筑牢根基。

北斗团队秉持开放融合理念，积极与国际顶尖机构交流，汲取经验并分享成果，推动全球卫星导航技术共同进步，让中国北斗闪耀世界。同时，万众一心的凝聚力成为事业前行的强大动力，无论科研人员还是后勤人员，心齐劲足，靠集体智慧攻克技术瓶颈，高效推进北斗工程。

北斗人追求卓越，对卫星设计制造精益求精，经无数次模拟试验确保卫星性能。在不懈奋斗中，新时代北斗精神孕育而生。从北斗一号到三号，辉煌成绩震撼世界，卓越贡献推动我国航天等领域发展。

背后是一代代航天人的心血。老一辈播下希望，新一代续写传奇。北斗精神深植中华民族自强不息的底色，激励中华儿女逐梦星辰，是科技创新、攀登世界科技高峰的强大动力。

参考来源：

【1】《中国北斗卫星导航系统》，中国宇航出版社，2018 年。

【2】王飞雪等. “北斗卫星导航系统的发展与展望”. 《中国科学：信息科学》, 2010 年第 40 卷第 12 期。

【3】杨元喜等. “北斗卫星导航系统的进展、贡献与挑战”. 《测绘学报》, 2010 年第 39 卷第 1 期。

【4】刘经南等. “全球卫星导航定位系统的新进展与思考”. 《武汉大学学报 (信息科学版)》, 2004 年第 29 卷第 2 期。

【5】徐颖. “北斗导航系统的创新点与应用”. 《科技导报》, 2018 年第 36 卷第 19 期。

【6】胡向东等. “北斗卫星导航系统发展现状与趋势分析”. 《重庆邮电大学学报 (自然科学版)》, 2011 年第 23 卷第 2 期。

【7】张波等. “北斗卫星导航系统的建设与应用”. 《数字通信世界》, 2012 年第 7 期。

【8】冉承其. “北斗卫星导航系统建设进展与思考”. 《中国航天》, 2019 年第 1 期。

【9】李长江等. “北斗卫星导航系统的发展历程与展望”. 《导航定位学报》, 2013 年第 1 卷第 1 期。

【10】中国卫星导航系统管理办公室. 《北斗卫星导航系统公开服务性能规范 (1.0 版)》, 2012 年。

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