最后一颗北斗：从一无所有到全部自主，26年剑指苍穹

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1991年1月17日凌晨2点39分，静谧的伊拉克西部边境突然出现一阵轰隆隆的声音，9架武装直升机排成一队，导弹从低空穿过，直取两座预警雷达。

夜晚被战火点亮，一场名为“沙漠风暴”的斩首行动，正式拉开序幕。

美军隐身战斗机携带着精确制导的穿甲炸弹，撕裂了巴格达内的防控系统；战斧巡航导弹划过天际线，伊拉克地面引导系统也被摧毁。

仅仅一天时间，失去指挥的伊军战机就像无头苍蝇般横冲直撞，被全面掌握战场信息的美军精准打击，毫无还手之力。

被炸毁的米格-29，尚未起飞

这场海湾战争只打了42天，联军就解放了科威特。

这一切，都要得益于GPS的应用——时任美国国防部长理查德·切尼就表示，“GPS对战争的胜利起到重要作用，伊拉克绝对不会想到，在没有任何地形特征的情况下，我军能够胜利地横穿西部沙漠。”

当时，只有美国的军队拥有GPS技术，虽然只有15颗卫星，但其攻击力之精准，被称为“外科手术式的打击”。

是的，GPS，全球定位导航系统，虽然我们平时看地图、导航、高铁、飞机，甚至定外卖、叫滴滴、骑共享单车都离不开GPS应用。

但GPS的控制权掌握在美国手里。

在网上，经常能看到有人提问，如果美国关闭GPS，世界会怎么样？

会不会飞机冲撞，轮船乱窜，汽车瞎跑，人们在大街茫然四顾，不知如何才能到达目的地。

在今天以前，如果美国关闭GPS，世界可能陷入一团混乱。

但是今天以后，时代就变了。

今天是个将载入史册的日子。9点43分，北斗三号最后一颗卫星在西昌航天发射场成功发射。

北斗卫星的授时有多准？

300万年只差一秒。

北斗卫星的精度有多高？

现在可以实现分米、毫米级别的定位。如果说以前只知道你在哪个教室，现在可以确定你在哪块地板砖。

北斗卫星可以为多少人提供服务？

没有数量上限，无数个。

北斗系统的短报文通信功能，更是世界独一家。

短报文功能，在2008年汶川地震，所有通信、电力、交通全部切断的情况下，依然能将灾区的情况通报给外界，为救援打开了生命通道。

汶川地震，15勇士在通信完全中断的情况下“惊天一跳”，他们就带有北斗系统接收机

北斗卫星导航系统的最后一片拼图，终于凑齐了。

在这个至关重要的领域，中国人终于有了自己的眼睛。

有了每一个螺丝钉都是国产的北斗导航系统，我们不会让芯片领域的美国陷阱再次上演。

为了这一天，孤独的东方红卫星，已经在太空中等待了五十年。

1

1957年10月，前苏联发射了发射了世界上第一颗人造卫星，11月，搭载一只小狗的第二颗人造卫星也成功发射。

这给美国带来不小的压力。

尽管时任美国总统艾森豪威尔在发布会上明确表示，“苏联卫星并没有引起我们的担心，一点也没有”，但美国国内却一片焦虑。

有媒体甚至表示，这是第二次偷袭珍珠港。因为火箭既然能搭载卫星，也能挂一个4吨的核弹头，飞到自己家门口来。

着急忙慌的美国在12月上马“先锋号”火箭进行首次卫星试射，结果天不遂人愿，火箭起飞2秒钟就一头栽到地上，一场希望，化为一片火海。

一个月后，美国再度重振旗鼓，这一次，“探索者1号”人造卫星顺利进入太空。

人类把目光投向广袤的宇宙，似乎证明自己最好的办法，就是征服太空。

美苏太空竞赛如火如荼，苏联把加加林送上太空，NASA的经费也在燃烧，美元成吨成吨地砸下去，卫星一颗一颗地打上天。

热闹都是他们的，我只觉得羡慕。

然后悄悄努力。

1958年，国家投入2亿的研发专款，请来竺可桢、钱学森、赵九章挂帅，要“搞自己的人造卫星”，奈何当时中国的工业和科技力量都有限，再加上三年经济困难，卫星计划不得已，调整为“大腿变小腿，卫星变探空”。

1960年，中国第一个土火箭在上海试射，这个火箭的头体分离装置是闹钟改的，点火装置是手电筒灯丝上的硝化棉改的，燃料加压是自行车打气筒完成的，弹道也用算盘来计算，草稿纸堆起来，足有3个半人那么高——火箭也才4米多高。

简易的发射指挥所

靠着这样“行就行，不行也得行”的信念，随后的几年，中国导弹、原子弹、氢弹陆续试验成功。

造武器不是问题，能不能打出去才是关键，于是，一度被搁浅的“人造卫星计划”，重新上马。

到1970年，第一颗人造卫星东方红一号终于发射成功。

全世界都听到了东方红的曲调，中国也成为了世界上第五个拥有独立发射卫星技术的国家。

东方红只是一颗实验性质的卫星，设计寿命二十年，但是仅仅工作二十多天就停转了。

它对于中国的意义，更多是精神上的鼓舞。

孤独的东方红一直在太空中漫无边际地游荡，等待着来自远方的亲人。而它等来的，只是一颗、一颗、又一颗来自美苏的同行。

此时，美国和苏联的卫星，已经开始应用到气象、通信、侦查、导航领域了。距离来自中国的北斗系统正式启动，还有二十多年。

2

上世纪70年代，在太空竞赛里如鱼得水的美国经过论证发现，可以通过人造卫星实现定位和导航功能，开始着手研制GPS，苏联也启动了格洛纳斯卫星导航系统。

艺高人胆大。美国开始将GPS应用于军事领域，用来定位导航、搜集情报、监测核爆、应急通讯。

海湾战争，就是GPS技术的开场秀。

海湾战争之前，人们想象的战场，是刺刀，是炸弹，是核武器。

海湾战争之后，世界恍然大悟，原来以高科技、信息化为主的现代化，才是未来的“战场”。

站在潮头的美国GPS，本来还有一个格洛纳斯虎视眈眈，谁知太空站走在前面的苏联，政治战却打得一塌糊涂，一夜解体，格洛纳斯卫星导航系统壮志未酬，直到1993年才被俄罗斯重启。

一步差，步步差。

1994年，独占先机的美国占据黄金轨道，24颗卫星全部布设完成，GPS可以覆盖全球98%的地区。

绝对的霸主地位，让GPS成了定位导航的代名词。

GPS的功能过于强大，一开始，谨小慎微的美国人藏着掖着，GPS仅供军方使用，但俄罗斯却将格洛纳斯开放民用，用于航运、海运、交通等领域，眼看要打破GPS等全球垄断地位。

不得已，美国GPS也开放商用，但精明的美国人，还是偷偷设置了干扰信号，直到现在，军用GPS的精度，依然比民用高10倍。

去除主动干扰后，GPS定位精度大大提高 图/schlaggo.de

精准，有多重要？

如果不够精准，可能就没有“东风快递，使命必达”的承诺。

毕竟有时候，真理要靠实力来证明。

当年的美苏斗法，让世界看到了导航系统的应用领域和想象空间，更重要的是，一个独立的卫星导航系统，对一个国家的重要性，不言而喻。

于是，中国的“北斗卫星导航系统”，欧洲的“伽利略卫星导航系统”相继启动。

3

卧榻之侧，岂容他人酣睡。

中国北斗在问世之初，就遭遇了难以想象的困境。

其实早在1985年，陈芳允院士就提出了用两颗地球同步轨道卫星开展双星定位的设想，然而在那个一穷二白的年代，中国航天事业一度捉襟见肘，缺人缺钱还好说，最主要的是，由于国外的技术封锁，卫星导航系统的关键技术和设备几乎空白，只能自主研发，慢慢摸索。

双星计划示意图

1989年，双星系统得到验证，可以实现精度30米的定位，虽然相比GPS和格洛纳斯，依然有差距，但这是一个先解决有没有的问题。

既然核心技术取得了突破，1994年1月10日，北斗一号正式立项，确定了“先区域后全球”的“三步走”计划。

2000年，北斗一号两颗卫星先后发射成功，主要在中国境内提供导航服务，校准精度虽然只有20米，但这意味着中国成为继美、俄之后第三个拥有自主卫星导航系统的国家。

问题又来了。

太空资源，讲究先到先得，美国和俄罗斯的人造卫星已经占据了导航的黄金频段和轨道，中国的北斗和欧盟的伽利略，只能挑着人家剩下的轨道运行。

这就好比，先来的吃肉，后来的喝汤，最后来的，只能对着一个空碗叹息。

中国没有叹息。

从2000年开始，中国联合欧盟，一起在国际电联呼吁，扩展卫星导航频率。

电联表示，行吧，给你们开放一段频率和轨道，但要在7年内发射卫星，不然过期失效。

一颗卫星的研制周期是5年，北斗二号到2004年才正式立项，这就意味着留给北斗二号的时间只有3年。

当时中国最需要的技术，是高精度的原子钟，这也是卫星导航系统的核心所在。为了节省时间，中国开始寻求欧盟的技术合作，正好“伽利略”缺乏研究经费，双方看着对方，越看越顺眼，于是一拍即合，签订了合作计划。

谁曾想，当中国拿着钱和一腔热血立志要搞出一番名堂的时候，欧盟却玩起了小心思——原子钟的资料不给看，技术细节不告知——所有核心的东西你都没资格参与，只能我馋你的钱，你休想学我的技术。

对中国来说，太屈辱了。

黯然离开，却蹉跎了好长光景，当中国再次回到原点，一群平均年龄20岁的年轻人，边学边干，终于发狠两年，造出了原子钟。

这个原子钟的精度，运行10万年，只差一秒。

有了原子钟，一切似乎都水到渠成。

按照国际电联的规定，北斗二号第一颗卫星要在4月18日零点之前发射，但是卫星在发射的前3天，应答机却出现异常，信号极不稳定。

北斗系统的发射地西昌卫星发射中心

怎么办？

北斗二号决不能带着隐患上天，可是想拿出应答机，就要爬上六七十米的发射塔架，还要把火箭的整流罩、卫星的舱板全部打开，如果有一点失误，整个任务都可能失败。

其次，拿到应答机以后，要通过一一排除找到问题，然后再解决，可是发射场不具备试验条件，必须要回上海才行，时间肯定来不及。

一群人只能抱着应答机，星夜赶往就近的成都一家科研所，一个点一个点地找问题，整整72小时，检修4次，没有一个人合过眼，终于发现了问题所在。

4月17日，北斗二号终于成功发射，但想要得到国际电联的认可，光上去不行，还得有信号传回来。

十几家科研单位的一众人挤在操场上，将接收机排成一线。他们伸着脖子仰望头顶的一片漆黑，漫无目的地等待着。

晚上8点，接收机终于传来了北斗二号的信号！

此时距离电联给出的最后期限，只有4个小时。

操场上欢呼一片，年轻人抱作一团，只有一位老人扭过头去，偷偷地抹眼泪。

这位老人，就是北斗二号的总设计师杨长风，他说，北斗二号的频率保住了，中国卫星导航合法的权益保住了。

从2009年开始，北斗二号其他卫星不断升空，4年时间就成功发射15颗卫星，到2019年，北斗二号导航系统全面组网完成，可覆盖亚太地区。

同时，计划覆盖全球的北斗三号已经在紧锣密鼓地研发中。

当时，很多人会酸，北斗二号只是中国壳，核心的芯片还是别人家的。吃过原子钟的亏，中国航天人深知自主研发的意义，天天将“国产化我骄傲，国产化我心跳”挂在嘴边，到北斗三号的时候，其有效荷载部件，包括操作系统、芯片，已全部实现国产化。

2017年，北斗三号前两颗卫星上天仅仅过了半个月，美国就找上门来，签署了《北斗与GPS信号兼容与互操作联合声明》，表示要和北斗合作，互惠共赢；欧盟的伽利略曾指望美国援助，却在一度搁浅后，也发来贺电，希望和中国共用频率和轨道。

原来那些高冷的国外厂商也掉头抛出橄榄枝，用我的，用我的，条件尽管提，价格好商量。

北斗一代终端问世以后，国外厂商的芯片价格，从1000块钱降到了500块钱。

北斗二代终端问世以后，这个价格，又从500块钱，变成了200块钱，变成100块钱、50块钱。

现在，这个进口芯片的价格，只有1美元。

只不过，这一次轮到你们高攀不起了。

尾声

由于惯性，东方红卫星不会从天上掉下来，而是一圈又一圈地守护着地球飞行。

按照国际叫法，东方红已经成了数量庞大的太空垃圾中的一员。虽然在我们心中，它永远是那个探索天空的先驱。

今年3月28日20点37-50分许，“东方红”一号卫星过境北京上空。

这一天距离它的五十岁生日只有一个月，距离北斗组网只有三个月。

今天，北斗三号最后一颗卫星成功发射。

今天，中国全部自主的北斗卫星导航系统终于全面建成，为世界提供了“中国方案”。

可能会有人说，有实力又如何，现在大多数人用的还是GPS，你看苹果手机就不支持北斗。

但是在这种关系国计民生的关键领域，有和没有，就是生死一线之间的距离。

美国断了台积电的芯片供应，我们顶多用不上好用的手机；但是一旦GPS被切断，而我们又没有自己的替代方案，那等待着我们的只有毁灭。

而有了北斗，我们才有坐下来和美国人谈判的资本。

为了和GPS抗衡，北斗已经走过了一段坎坷的岁月，从螺丝钉到原子钟都要独立自主的路。

而现在等待着北斗的，是更难的路：商业化。

北斗导航系统的另一位总设计孙家栋曾经说过，我们建设北斗，关键在于用，只有惠及大众，才是赢家。

在商业化领域，GPS依然是个需要人仰视的巨人。

但我相信，在新基建时代走在前面的中国，在GIS数据采集、精准农业、智慧物流、无人驾驶、工程勘察等需要卫星导航的领域，北斗的未来，充满了想象力。

今天，中国的军事装备、科研系统以及交通、探测等领域，已经全部用上了北斗系统，到现在为止，北斗已经有实力，“照亮”整个世界。

只要你足够强大，到处都是朋友。

在中国航天前行的路上，我们经历过冷眼和封锁，也经历过突破和创新，这背后，是数不清的科研人员苦心孤诣，筚路蓝缕，才有了今天的成就。

今天，北斗导航系统有300多个单位，8万多名北斗人，他们将一起同心协力，为中国自主卫星导航，探索一个更好的前景。

出发吧，中国北斗，未来的征途，是星辰大海。

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参考资料

央视一套《开讲啦——杨长风》刘芮/董指导《中美太空往事：蜜月、脱钩、突围、堵截》，发布于远川研究所，公众号ID：caijingyanjiu

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