在第八届中国卫星导航学术年会上，中国卫星导航系统管理办公室主任冉承其透露，我国已全面启动北斗系统第三步建设，即北斗三号系统，今年下半年发射6-8颗全球组网卫星。这意味着，从今年下半年开始，中国北斗卫星将正式开始全球组网，拉开北斗系统面向全球服务的帷幕。

    你知道北斗系统是什么吗？近日，80后导航系统科学家、中科院光电研究院最年轻的研究员和博士生导师徐颖，发表了题目为《来自星星的灯塔》的演讲。她从事北斗系统相关研究工作十余年，在她的讲述下，北斗系统的故事变得通俗易懂，你对这个“国之重器”将有新的认识。

    以下是徐颖演讲全文：

    被迫早产 为抢频率资源 提前发射

    前几天，我去一个同学家里玩，他们家小姑娘问我，“阿姨，我怎么才能让我爸爸看不到我的手机位置信息呢？如果把手机卡取下来，我的手机还能够定位吗？”

    在这里，我可以明确地告诉大家，取下手机卡以后，手机依然能够定位。手机定位采用的是卫星导航系统，与手机移动系统没有关系的。

    卫星导航系统，它是距离我们一群两万公里的星星，它们不会发光，也不会发热，甚至肉眼也没有办法观察到它们。卫星导航系统简称为GNSS系统，在GNSS俱乐部中一共有4位VIP会员，除了大家所熟知的美国GPS系统以外，包括俄罗斯的GLONASS系统、欧盟的伽利略系统以及我们国家自主建设的北斗卫星导航定位系统。

    北斗卫星导航定位系统（以下简称北斗系统），是我们国家自主建设的卫星导航定位系统，现在正处在建设和应用推广的阶段，由5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成，北斗卫星导航系统预计将在2020年左右提供全球性服务。

    在GNSS俱乐部中，会员们最关心什么？是频率资源问题。频率资源是一种国际上公用的资源，频率资源不是你想买就能买的，所有频率资源都要向国际电联提出申请，由国际电联进行划分。就像我们高速公路的车道一样，每一个系统都有它自己的车道，否则，大家就会撞车。

    在卫星导航系统建设的初始阶段，频率资源相对比较充沛，建设相对比较早的GPS系统和GLONASS系统不存在频率资源的冲突问题。到北斗系统和伽利略系统建立时，频率争夺战就非常明显。其实伽利略系统提前申请了这个频率资源，但是当时欧洲出现经济危机，伽利略系统资金链断了，他们当时发射了这个卫星，占领了这个轨位，但是并没有发射这个频率的信号。根据国际电联“先到先得”的规定，哪一个国家能够先把这颗卫星发射上去，并且这个卫星向下发射了这个频率的信号，以后这个频率资源就是你的了。

    在这样情况下，2007年4月17日就是北斗卫星导航所申报的频率资源的最后期限，所以要求北斗试验星必须提前发射，这在我国航天史上是非常罕见的。

    通常卫星发射只有延迟，没有提前，因为提前会带来一系列问题。为了争夺这个频率，4月14日，这颗火箭准备发射。4月14日凌晨4点07分，现场发现新问题，火箭有一个连接器没有按照规定脱落，如果3分钟内不能解决这个问题的话，对火箭、卫星甚至发射场都会是灭顶之灾。当时发射指挥员在1分钟之内下了7道指令，4点07分发现的问题，4点11分，火箭带着我们的北斗试验星成功升空。

    4月14日发射北斗试验星，4月15日卫星实现变轨，4月16日卫星开始向下发送信号，在距离4月17日北斗系统申请的频率资源失效前24个小时内，中国正式启用了北斗系统申报的频率资源，也就此拉开了北斗全球系统建设的帷幕。

    应用特色 让鲁宾逊荒岛获救

    同年年底，北斗系统开始试运行。现在，北斗系统已经发射了22颗卫星，已经能够为中国以及我们周边地区提供非常稳定的导航定位服务。

    大家可能会问，北斗系统已经发射这么多颗卫星，到底有什么用呢？首先，业内有句名言：“卫星导航定位系统的应用只受想象力的限制”，毫不夸张地说，作为典型的国家重器，它就像我们水、电、公路一样，是我们社会建设的基础保障。欧盟曾经估算，卫星导航服务中断两天就会给整个欧洲带来超过10亿欧元的损失。下面，我们来看一下北斗系统应用的相关视频。

    北斗系统有以下典型的应用，这个是藏羚羊迁徙，它可以保护野生动物；大兴安岭发生火灾，它能够为营救人员提供方位；它可以用于海洋通信定位，能够有效保障渔民的生命安全；它能用于大型车辆定位和监控；在农业现代化当中，可以用北斗系统精密控制；在航海上，它可用于大型集装箱航运和海运。

    以上只是北斗系统应用的基本方面，现在重点强调它在海洋渔业的应用。在海上作业，北斗系统不仅提供位置、导航和授时的功能，还能保持通信，渔民在海上能够用北斗系统发短信，报平安。通信功能到底有什么用？美国GPS之父帕金森教授曾盛赞北斗系统的导航通信一体化功能：“既能够知道你在哪里，也能够知道我在哪里，这是多么美妙的体验。”

    那么，通信到底有什么用呢？给大家举个简单的例子，大家都看过《鲁宾逊漂流记》吧，如果一个人漂流到了孤岛上，怎么办？如果他选择的是GPS，他只能知道自己在什么位置，无法通知别人前来救援，所以他还是只能够在荒岛上求生。

    如果我们用的是北斗系统，情况完全不一样了，我们既可以知道自己位置在哪里，还能够把我们的位置发送给方圆几十公里、几百公里甚至千里之外的人。

    面对质疑 要敢想敢用

    我们讲了这么多北斗系统的好处，但是为什么生活当中我们似乎很少用到北斗系统，好像用GPS多一点。GPS卫星导航定位系统比北斗系统早建设大约20年，20年的历史鸿沟不是我们一朝一夕技术能够填补的，GPS系统的应用推广已经非常成熟，比如现在最便宜的GPS芯片可能大约两美元左右，而北斗系统的芯片价格由于量产等原因可能普遍在百元左右。用不起制约着北斗系统发展，但用不起不是制约的主要因素，不敢用、不想用，这才是制约北斗系统发展的重要原因。

    北斗系统从诞生到现在，虽然已经通过多方面证明，精度和可靠性完全不输GPS导航系统，但是人们对北斗系统有着种种质疑。2011年，当时媒体使用的很多标题是“清华女生破解北斗系统送给美国”、“北斗上百亿的投资打水漂”等新闻。

    北斗系统真的如此不堪一击吗？当然不是。事实上，真正不可靠的是GPS系统。因为GPS系统只被我们开放了民码，而且GPS民码信号战争时很容易说变就变，为了保障自主权，欧盟建设了伽利略系统。对我们来讲也是如此，为了保障我们的可靠性，我们国家开始建设属于自己的北斗系统。

    作为一个卫星导航的普通科研工作者，我们相信北斗这一艘巨轮在大家的支持下，在我们不懈努力下，一定可以继续乘风破浪走向世界。