楊元喜，中國科學院院士，北斗衛星導航系統副總設計師。楊元喜1956年7月出生于江蘇泰縣，先后主持完成“2000國家GPS大地控制網數據處理工程”和“全國天文大地網與空間網聯合平差工程”。楊元喜的2項成果獲國家科技進步二等獎;2011年獲“何梁何利基金科學與技術進步獎――地球科學獎”。他所從事的研究工作，大幅提高了航天器、艦船和車輛導航定位的速度和精度，為我國建立從深空到深海的全域定位導航授時服務體系奠定了理論基礎。
2020年初，新冠肺炎疫情暴發。在危難時刻，北斗系統火線馳援武漢市火神山、雷神山兩大醫院建設，它用高精度技術優勢，實現了多數測量工作的一次性完成，為醫院建設節省了大量時間，保障了抗疫“主陣地”建設的迅速完成，顯示出北斗的智慧和力量。目前，國產北斗基礎產品已出口120多個國家和地區，基于北斗的土地確權、精準農業、數字施工、智慧港口等應用，已在東盟、南亞、東歐、西亞、非洲等地區成功落地。
前有美國的GPS，歐洲的伽利略，俄羅斯的格洛納斯，我國為什么還要集結400多家單位、30余萬名科研人員，幾十年磨一劍，打造自己的全球衛星導航系統?
自主可控，再難也要上
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上世紀90年代，美國GPS、俄羅斯格洛納斯已完成全球組網，牢牢占據先發優勢。掌握了時間和空間，就控制了一個國家最重要的基礎信息。1993年7月，中國“銀河號”貨輪行駛至印度洋時，遭遇所在海域的GPS服務系統被故意關閉的狀況，被迫在公海停滯了三周。復雜多變的國際局勢，讓我們愈發強烈地意識到，擁有自己的衛星導航系統對維護國家安全、保障經濟社會發展是何等重要。1994年，中國獨立運行、自主建設的衛星導航系統――北斗正式啟動建設。但是由于起步較晚，北斗衛星導航系統面臨著必須創新的巨大壓力，沒有新的設計、沒有新的功能，北斗就沒有應用市場。
北斗建設者想建成獨立自主的衛星導航系統，必須標新和立異。標新是要追求性能的高效，立異是為了讓功能更豐富、更有特色。對北斗建設者來說，無論是標新還是立異，都要求建設的這個系統有用、好用、管用。所以，北斗人在這樣的挑戰下，做了很多創新性的設計。
“北斗一號”解決了中國衛星導航系統從無到有的一次飛躍，實現了短報文通信，當時只是120個漢字，可是這120個漢字對很多用戶來說是極其重要的。北斗系統的短報文服務，是其他全球衛星導航系統所不具備的。特別是在災區通信中斷、電力中斷的緊急情況下，仍然可以使用衛星信號傳輸信息、發送短信，實現通信和定位。2008年5月12日汶川大地震，災區的手機通信基站被破壞，有線、無線通信全部中斷，地震災區瞬間成為信息孤島，外界無法及時獲得震區的受災情況。配備了上千臺北斗用戶終端的救援隊伍陸續進入災區，打開了災區與外界的通信通道。北斗短報文成為震區當時唯一的通訊方式，不僅將災情信息傳遞出來，還對受災狀況進行定位，為救援和救災物資的輸送提供導航。在指揮部和救災一線之間架起了有效的信息橋梁，大大提高了救援的效率。
2012年12月27日建成的“北斗二號”衛星導航系統，由14顆衛星組成，其中有5顆地球靜止軌道衛星、5顆傾斜軌道衛星，另有4顆中圓軌道衛星，可以覆蓋中國以及亞太地區。“北斗二號”解決了從境內到亞太、局部到區域的導航定位問題;從有源定位到無源定位的問題。不需要發射信號也能定位，這是“北斗二號”一個重要的突破。2020年6月23日，“北斗三號”的最后一顆地球靜止軌道衛星發射成功，標志著北斗全球衛星導航系統圓滿完成了星座部署，成為迄今為止我國規模更大、覆蓋范圍最廣、服務性能更高、與人民生活關聯最緊密的巨型復雜航天系統，并躋身世界四大全球衛星導航系統行列，正式向全球用戶提供全天候、全天時、高精度定位導航和授時服務。
功能之豐富，問鼎全球
北斗衛星導航系統是目前功能最豐富的系統，不是之一，而是之最。
為飛機保駕護航。北斗衛星導航系統，在提供導航定位授時的同時，提供了星基增強，為民航用戶提供精密進近所需的所有要素，包括完好性信息，衛星的健康信息，所有信號的健康信息。國際上很多國家都有星基增強，美國叫WAAS(廣域增強系統)，歐盟叫EGNOS(歐洲地球靜止導航重疊服務)，它們都需要重新租用衛星來播發星基增強的信息，通過若干個地面跟蹤站、地面監測站，來監測各個星座、衛星的健康狀況。但是，我們就在北斗的同步衛星的星座上，把星基增強信息播發給民航用戶，這樣用戶可以非常方便地在接收北斗信號的同時，把增強信號接收下來。目前可以提供北斗雙頻、GPS雙頻的增強服務。未來我們承諾可以為全球四大衛星導航系統提供雙頻多系統的增強服務。
無網定位照樣精準。“北斗三號”提供的精密單點定位，不需要通過 *** 。這個精密單點定位說起來并不新鮮，因為國際GNSS全球衛星導航系統服務組織，已經在全球構建了若干個監測站，它把精密軌道和各個衛星的精密鐘差放到網上，用戶想得到高精度定位、高精度授時，可以從互聯網上下載高精度的軌道和高精度的衛星鐘差。但北斗可以利用同步衛星，把精密軌道、精密鐘差直接免費播發給用戶，不需要互聯網，目前可以在中國的周邊地區、中國境內提供精密單點定位服務。
幾米之內精準搜救。北斗衛星導航系統是按照國際海事組織的相關標準進行建設的，可以提供全球國際搜救服務，其中6個衛星有搜救載荷，還加了一個返向鏈路功能。這個返向鏈路就是一旦用戶遇到緊急情況需要搜救，只要地面搜救中心收到信息，會馬上告訴求助人收到他的信息，甚至會告知最近的搜救隊距離大概多遠，多長時間能夠搜救到他。這對被搜救的人來說，是個極大的心理安慰。
破解地面布站難題。衛星導航系統實現對地面用戶的服務，不僅要依靠天上的衛星，還要依靠地面的運行控制系統，也就是通常所說的地面站，地面站要不斷對天上的衛星進行軌道測量，對軌道位置進行確定，才能將精確的導航數據投入實際應用。中國無法像美國那樣在全球建立地面站，“北斗三號”的另外一個創新設計，就是在衛星和衛星之間設計了星間鏈路。北斗系統不僅攻克了星間鏈路等160余項關鍵核心技術，還突破500余種器部件的國產化研制，實現了“北斗三號”衛星核心器部件百分百國產化。
“北斗+”全面開啟
“北斗三號”全球衛星導航系統一系列的創新設計，讓北斗成為世界上功能最豐富的衛星導航系統，如今它已全面服務交通運輸、公共安全、減災救災、農林牧漁、城市治理等各行各業。未來，北斗將與新一代通信、物聯網、人工智能等新技術深度融合。大多數國產手機現在都已經用上北斗衛星導航系統。把北斗芯片嵌入到汽車里，可以為未來的智能駕駛提供強有力的支持;嵌入到高鐵，可以為高鐵的穩定運行提高效率;嵌入到農業機械，可以提升農業機械的運作水平、精細水平;嵌入到電力系統，可以讓電力系統時間同步更靠譜;嵌入到整個交通管理，可以為一個城市交通管理的實時監控、疏導提供支撐。北斗能為各行各業提供強有力的支持。
2019年底北斗國產的兼容芯片、模塊銷量已經突破了1億片，衛星導航定位終端總銷量已經突破了4.6億臺套，具有北斗兼容芯片的終端產品包含手機已經超過了7億臺套，北斗衛星導航系統為之服務的企業單位數量，目前已經有14000多家，從業人員已經超過50萬了。
建成了北斗全球衛星導航系統，只是中國定位導航授時系統建設的一個逗號。下一步我們還要建設一個更加泛在、更加融合、更加智能的綜合時空體系，為國家經濟社會的穩定運行、長足發展，提供更加堅韌、更加連續、更加可靠、更加穩健的定位導航授時體系。（根據中國經濟大講堂節目素材整理）
