深空深海全覆盖！我国加速攻关下一代北斗系统技术

来源:央视新闻客户端

科技推动力，抢占科技制高点。仰望苍穹，从北斗七星定向到北斗卫星导航，我们见证了古代人类智慧与现代科技力量的完美融合。根据去年底发布的《北斗卫星导航系统2035年前发展规划》，2025年我国将完成下一代北斗系统关键技术攻关，2035年完成下一代北斗系统建设。新的一年，科研团队究竟在进行哪些核心技术攻关，下一代北斗系统又将拥有哪些新的硬核本领呢？

在中国科学院微小卫星创新研究院，记者看到，科研人员正在对去年刚刚发射组网的北斗三号的两颗收官星进行在轨监测。

北斗三号卫星系统总体主任设计师 李绍前：现在这两颗星，我们是刚刚完成了卫星的在轨测试，现在星上所有设备的状态还有指标都是很好的。

北斗三号卫星星座由中圆地球轨道卫星、地球静止轨道卫星和倾斜地球同步轨道卫星三种组成。最新发射的两颗北斗三号收官星属于中圆地球轨道卫星，入网工作后，将进一步提升北斗三号全球卫星导航系统可靠性及定位导航授时、全球短报文通信等服务性能，在支撑北斗系统稳定运行和北斗规模应用的同时，将为下一代北斗导航卫星技术升级进行相关试验。

北斗三号卫星系统副总指挥 科研管理部部长 沈苑：下一代星间的互联互通是我们北斗系统要持续去增强的一个能力。另外星上的时频，也是我们最核心的一个制高点技术，所以我们要在这两方面来进行相关验证的工作。

北斗三号卫星系统首席总设计师 林宝军：现在正在测我们更高精度的原子钟，目前看效果还不错，新型的原子钟在天上已经锁定了，我们已经当主钟在用了。整个新型的星间链路现在也已经建链了，正在按部就绪地做，做好了之后可以为北斗四号作基础。

突破关键核心技术 让北斗闪耀苍穹

北斗系统是我国迄今为止建设的规模最大、覆盖范围最广、服务性能要求最高、与百姓生活关联最紧密的巨型复杂航天系统，也是全国400多家单位、30多万名科研人员集智攻关的重大成果。数十年来，时间频率系统、星间链路技术、航天处理器等一项项关键核心技术的突破，一个个科技制高点的抢占，让北斗系统闪耀苍穹，并真正走进我们的生产生活。

时间频率系统被称为北斗系统的“心脏”，为地面运控系统提供基准时频信号。从北斗一号开始，中国科学院上海天文台研制的时间频率系统一直为北斗系统提供连续、稳定的时间频率信号，形成了北斗时。在实验室里，记者看到，科研人员正在调试新型的氢原子钟，这也是时间频率系统的核心设备，其性能指标直接决定着导航系统的定位精度。

中国科学院上海天文台正高级工程师 谢永辉：我们最早研制的是23公斤级的星载氢原子钟，早期配置在北斗系统上面，已经连续运行了接近10年。后期我们也在研制更小型化的13公斤级的星载氢原子钟，就是这台，它的性能指标基本保持一致，然后重量大幅压缩，然后配备在中轨卫星上面就扩展它的应用范畴。在未来下一代北斗导航上面，我们将会大规模使用。

从最开始买其他国家的原子钟，到自主研制铷原子钟，再到更高精度的氢原子钟，北斗系统的“心脏”越来越强劲。林宝军总师介绍，虽然科研团队已经在研究比氢原子钟精度更高的新型原子钟，但是第一台氢原子钟上天的过程却还历历在目。

北斗三号卫星系统首席总设计师 林宝军：大家说没上过天，几个亿的项目，它是最主要的东西，万一坏了，几个亿的东西不就废了吗？为此我们发明了钟的无缝切换技术，氢钟和铷钟同时工作，即使氢钟坏了，我可以无缝切换到铷钟，这个无缝切换可以做到20皮秒，就是说如果氢钟好使，时频系统就可以做到比铷钟高1~2个量级的精度，即使它不好使可以切到铷钟，也可以和现有的导航系统达到同样的精度。

航天领域有条不成文规定，卫星采用新技术的比例一般不超过30%。然而，这个大胆创新的团队，却让北斗三号首发星的新技术超过了70%。此外，北斗三号研制团队还在国际上首次实现卫星自主诊断、隔离和修复，新的用户需求也可在北斗三号卫星上直接赋能；研制团队首创的星间链路技术，使卫星测控覆盖率从30%提高到100%，即使在地面站不足的情况下，也能保证全球导航精度；国产龙芯抗辐照芯片的使用，则填补了国产航天处理器空白，使核心器部件真正实现自主可控，让北斗有了中国芯。

北斗三号卫星系统首席总设计师 林宝军：正是有了这些创新，我们有了自己的系统，我们再不受制于人。北斗系统已经用到了200多个国家，现在产值也已经到了5000多个亿，所以说正是在航天高科技上，我们努力去攻关，抢占制高点，才有我们今天的北斗。

我国将建设北斗综合定位导航授时体系

根据《北斗卫星导航系统2035年前发展规划》，未来在确保北斗三号系统稳定运行基础上，我国将建设技术更先进、功能更强大、服务更优质的下一代北斗系统。

北斗三号卫星系统首席总设计师 林宝军：北三首发，梦为马，扬帆启明；越雄关，敛态定制，再踏新程。

这是北斗三号卫星系统首席总设计师林宝军写的一首词《满江红·北斗三号收官星》，记录了北斗三号建设的关键节点，也梳理了北斗30年的发展脉络。

北斗三号卫星系统首席总设计师 林宝军：望未来，泛在又融合，更智能。我们未来的导航系统要做成什么？要做成更加泛在、更加融合、更加智能的PNT（综合定位导航授时）体系。

《北斗卫星导航系统2035年前发展规划》指出，下一代北斗系统将以“精准可信、随遇接入、智能化、网络化、柔性化”为代际特征，提供覆盖地表开阔空间及近地空间的米级至分米级实时高精度、高完好的定位导航授时服务。根据规划，我国将在2025年完成下一代北斗系统关键技术攻关；2027年左右发射3颗先导试验卫星，开展下一代新技术体制试验；2029年左右开始发射下一代北斗系统组网卫星，2035年完成下一代北斗系统建设。

北斗三号卫星系统首席总设计师 林宝军：我们下一代北斗的目标，其实简单地说我们就要实现深空、室内和水下的导航问题。通过这种创新工作，通过抢占制高点的工作，使我们的人民生活越来越好，这就是我们的愿望。

（总台央视记者 帅俊全 任梅梅 韩文旸）