中国卫星在闪耀

姚丁杨

2016年，中国航天事业创建60周年，从这一年起，4月24日正式成为“中国航天日”，中国航天人有了属于自己的节日。“中国航天日”为何选在4月24日呢？

1970年4月24日21时35分，中国第一颗人造卫星“东方红一号”成功发射升空，拉开了中国人探索宇宙、和平利用太空、造福人类的序幕。这次历史性的卫星发射，让中国成为继苏联、美国、法国、日本之后，第五个通过自制火箭发射国产卫星的国家。新加坡《民报》报道称：“中国成功地发射了第一颗人造地球卫星，从天外飞来的音波，不但震荡了举世的人心，也使美、苏两国闻之相顾失色。”

“东方红一号”成功发射是中国航天事业发展的第一个里程碑，是具有深远意义的开创性事件，因此“中国航天日”选在4月24日。与60多年前相比，2020年的“人间四月天”依旧温暖灿烂，但2020年的天空已经有了很大不同。

当你仰望夜空，不要忘记—遥远的天际，中国卫星一直在为你闪耀。

1970年，“东方红一号”的成功发射，开启了中国迈向航天强国的步伐；2020年，北斗卫星即将完成全球组网，中国已成为名副其实的航天大国。半个多世纪的风风雨雨，中国的卫星技术从粗糙到精湛，从基础到尖端，这一迅速崛起、发展的历程堪称奇迹。如今，中国卫星的数量已经牢牢占据世界第二的位置，不仅拥有全球首屈一指的导航卫星、气象卫星，还有着全球最顶尖的量子通信卫星。中国的卫星技术，已经走在世界前列，值得我们中国人为之骄傲。

那么，中国的卫星技术到底有多厉害？这种“高高在上”的尖端技术对我们普通人的生活有哪些影响呢？

导航定位，服务陆海空交通

“卫星导航系统的应用只受到人们想象力的限制”已成为一句名言。作为卫星最重要的功能，导航定位已经在陆上交通、航海、航空领域发挥出极其重要的作用。目前，我国北斗导航卫星的全球区域定位精度优于10米，在亚太地区定位精度优于5米，部分地区精度可达到厘米甚至毫米级，整体水平已经可以和美国的全球定位系统（GPS）相媲美。

近几年，基于北斗卫星导航系统的应用发展得如火如荼。2018年，在中国市场销售的具有定位功能的智能手机当中，支持北斗导航的就有近三分之二。通过北斗卫星导航系统可以实现手机导航、路线规划等位置服务功能，让人们的生活和工作更加便捷。

对普通人来说，汽车、火车、高铁等陆上交通工具是日常生活中不可或缺的。目前，卫星导航系统在陆上交通中已经得到了广泛应用。近些年，随着百度地图、高德地图等移动应用程序的飞速发展，卫星提供的位置服务备受广大新老司机的青睐。卫星导航系统成了当代人驾车出行的“生活必需品”。

卫星导航定位系统已经在各类车辆上发挥作用：应用在邮政和快递车辆上，对物流信息进行实时监控；应用在公务车辆上，提高公务用车的使用效率，让公务用车在“阳光”下运行；应用在校车上，通过远程监管为孩子提供安全的上学之路；应用在渣土车上，通过对渣土车严格规范管理，为抗击雾霾、避免超载贡献力量；应用在公交车上，建设智能车载终端系统、公交实时信息发布系统、电子站牌终端系统和智慧评价服务系统，让市民充分感受科技公交、智慧城市所带来的出行便利。可见，卫星的导航定位功能是实现交通运输信息化和现代化的重要手段。要建立畅通、高效、安全、绿色的现代陆上交通运输体系，绝对少不了卫星导航系统在太空中为我们“指点江山”。

在大江大海中航行，更需要卫星导航系统的指引，北斗卫星导航系统在我国水上交通的发展中也起到了不可替代的作用。导航定位就如同船只的“眼睛”，能让船只在茫茫大海中尽情遨游而不会迷失方向。

與GPS相比，中国北斗卫星导航系统的功能更加多样，除了是船员心中的导航“明星”，还能在危难时刻成为拯救生命的“英雄”。你知道北斗是如何做到的吗？原来，北斗卫星导航系统和无线通信系统实现了有效结合，这就让它成为了船只的紧急报告系统和救援系统，为船只的安全航行提供保障。此外，智能船闸领域也开始应用卫星导航系统。传统的船闸往往存在协调不畅、通行效率低的问题，随着我国北斗卫星技术的日渐成熟，“船载北斗智能终端”已经在船舶上开始应用，形成了北斗智能过闸系统。所有过往船只通过智能系统实现统一调度，在提升水上交通管理能力的同时，也能让船只运行得更加顺畅，节约了船员的时间成本，提升了船运的经济效益。

除了在陆地和海洋中大显神威，天空更是卫星的“大本营”。北斗卫星导航系统是航空领域的“指挥器”，通过卫星导航系统提供的精准时间信息和位置信息，可以引导飞机依照既定的路线飞行，合理降低油耗，同时还能及时将飞机飞行的高度、位置等加以反馈，由航空管制部门接收，实现全程自动化的监视，确保飞机的飞行更加安全，改善空中线路拥堵的局面。

国防重器，支撑军事装备

卫星定位系统是现代军事装备的重要支撑。战斗机、导弹、舰艇、潜艇、火箭发射车等都需要通过卫星定位系统发挥最大威力。一直以来，美国GPS的应用范围稳居世界前列，然而GPS 的控制权掌控在美国手中，这对军事的发展和社会的稳定产生了深刻的影响。要想不受制于人，就必须建立属于自己的时空体系。北斗卫星全球组网的完成，有助于中国国防系统彻底摆脱对国外定位系统的依赖，也将显著提升我国的军事实力。

除了导航卫星以外，还有很多卫星可以作为“国防利器”进行应用。图像摄影卫星可以用于军事侦察；导弹预警卫星可以及时发现导弹发射信息，并指导地面进行拦截；军用通信卫星对于现代战争的指挥、通信意义重大；电子窃听卫星则可以窃听敌方的作战命令及密码。目前我国作为卫星大国，军事卫星技术发展迅猛，这对国防事业的发展来说影响深远。国家安全与我们每个人息息相关，没有和平家园，就没有幸福生活。

农业渔业，智能先行

最近几年，以北斗卫星导航系统为代表的卫星技术在农业、渔业领域发挥出越来越大的作用。基于北斗卫星导航系统的无人驾驶拖拉机、植保无人飞机等智能农机装备越来越受到市场青睐。北斗农机自动驾驶系统已在新疆、内蒙古、黑龙江、广西、河北、山东、陕西、湖北、安徽等地区实现规模应用，例如，北斗智能采棉机已经在新疆投入生产，为新疆农业机械化做出贡献。北斗无人驾驶、高精度导航定位、系统监管等一系列的新兴卫星技术，让传统的农业生产充满了科技现代化的魅力，节省了更多的人力、物力与财力，智慧农业方兴未艾。

在无边无际的大海上，北斗导航卫星是渔民的“保护伞”。我国是渔业大国，海洋渔业水域面积300多万平方千米，从事海洋渔业的渔船、渔民众多。近几年，北斗渔业应用持续推进，定位与短报文通信功能为渔业管理部门提供船位监控、紧急救援、信息发布、渔船出入港管理等服务。北斗卫星导航系统不仅能够进行快速的位置报告，同时具有短报文功能。短报文功能是北斗卫星导航系统特有的功能，包括GPS等其他卫星导航系统都不具备此功能。该功能可双向报文通信，一次可传输 40～60 个汉字的短报文信息，在用户授权并完成配置后，终端与指挥机可进行信息传输，实现点对点通信，不受距离限制。在通信手段不健全、不发达地区或者是茫茫大海上，往往没有普通移动通信信号，北斗卫星导航系统的优势便会大大凸显。通过安装基于北斗卫星导航系统的船舶动态监管系统，可以更好地监管渔船的动态，更好地保障渔民的安全。

防灾减灾，刑侦破案

天有不测风云，人有旦夕祸福，防灾减灾领域也少不了北斗卫星导航系统的助力。北斗卫星导航系统的短报文与位置报告功能已经让灾害预警速报、救灾指挥调度、快速应急通信等成为可能，可极大提高灾害应急救援反应速度和决策能力。

現在，陕西、甘肃、江苏等地正在持续配发北斗减灾报灾终端，实现了灾情险情一键上报；河北气象站加装北斗通信终端，让防灾减灾更精确；港珠澳大桥采用北斗高精度形变监测系统，有效保障了大桥的安全运行；浙江湖州消防支队建设基于北斗卫星导航系统的“智慧消防”综合信息指挥平台，初步实现了火灾精确预警、精确防范、精确指挥和精确处置。

北斗卫星也在公安系统大显身手。公安部正在积极推动，力争在“十三五”期间实现警用车辆卫星定位终端配备率达100%；具备卫星定位功能的手持设备配备率力争达到80%以上。截至2018年12月，全国40余万部警用终端联入警用位置服务平台。北斗卫星导航系统在亚太经济合作组织会议、20国集团峰会等重大活动安保中发挥了重要作用。

北斗禁毒“云 + 端”作战指挥系统，利用北斗定位和短报文通信服务，结合移动通信技术、视频技术和警用地理信息技术，应用于毒品案件的线索采集、案件侦查、情报研判和最终行动收网等阶段，实现了公安禁毒侦查指挥车实时定位和回传、现场警力的综合部署和指挥调度等功能，全面提升了涉毒涉恐“整体发现、堵源截流、精确打击和防范管控”的能力。该系统已在广西壮族自治区开展禁毒应用，建设了以禁毒业务流程为导向，具备从情报线索采集、分析、流转到预警布控、实施抓捕的一体化情报实战平台。凭借该系统，当地公安部门屡破要案，取得了显著的禁毒成效，应用推广前景广阔。

天气要靠卫星预报

提到卫星云图你会想到什么？也许，第一时间你会想起电视中的天气预报节目。气象台的播报员会站在一张大大的卫星云图前，为观众讲解未来几天的天气状况。这些气象卫星云图，正是我国风云气象卫星在浩瀚星空中的杰作。观测气象、预报天气，是卫星的另一大用途。

几十年来，中国已经成功发射17颗风云气象卫星，目前有7颗在轨运行，包括4颗静止气象卫星和3颗极轨气象卫星。中国是世界上少数几个同时具有极轨和静止两个系列业务气象卫星的国家。极轨卫星和静止卫星，是按照卫星的运动轨道来区分的。极轨气象卫星与太阳同步，绕地球南北两极运行，可以获取全球观测数据，主要用于为天气预报提供气象参数，监测沙尘暴、森林草原火灾等自然灾害，实现防灾减灾。静止轨道气象卫星是在赤道上空地球同步轨道上工作的气象卫星，距地球高度约3.6万千米，与地球自转同步运行，因此相对地球是静止的，可以观测地球表面1/3的固定区域，对同一目标地区进行持续不断的气象观测。

我国风云系列气象卫星已经达到了国外同类卫星的技术水平，成为全球综合地球观测系统的重要成员。世界气象组织多次为风云卫星“点赞”：“中国在气象服务和气象卫星技术方面，已达世界先进水平，为全球气象工作做出了贡献。”中国的气象卫星云图等产品，不仅服务于中国的气象工作者，也面向全世界提供高品质服务。现在，中国向全球用户提供100多种卫星资料和产品，使用风云卫星数据的国家有近百个。

走在前沿的量子通信

2016年8月16日是中国卫星发展史上的一个重要日子，由我国自主研制的世界首颗量子科学实验卫星“墨子”号在酒泉卫星发射中心成功发射升空，这标志着我国在量子通信技术领域已然走在了世界最前沿。

量子通信技术是一种能够彻底杜绝间谍窃听及破解的保密通信技术。由于量子信号的携带者光子在外层空间传播时几乎没有损耗，如果能够在技术上实现纠缠光子在穿透整个大气层后仍然“存活”并保持其纠缠特性，人们就可以在卫星的帮助下实现全球化的量子通信。量子通信卫星是一种传输高效的通信卫星，它的成功发射和在轨运行，使得我国成为世界上首个实现太空和地面之间量子通信的国家，同时也建成了我国天地一体化的量子保密通信与科学实验体系。这不仅将助力我国广域量子通信网络的构建，也使我国在量子通信技术实用化整体水平上保持和扩大国际领先地位，实现国家信息安全和信息技术水平跨越式提升。另外，“墨子”号还将开展对量子力学基本问题的空间尺度实验检验，有望助力中国科学家在量子科学前沿领域取得重大突破，对推动中国空间科学卫星系列可持续发展具有重大意义。

展望未来，得益于量子保密通信的绝对安全性，量子通信不仅能应用于百姓日常通信，也可用于水、电、煤气等能源供给和民生网络基础设施的通信保障，还可应用于国防、金融、商业等领域，势必对产业界和科技界产生巨大影响。

经历了几十年的发展和几代航天人的艰苦努力，中国的卫星技术终于走在了世界前列，并且在各个领域发挥了重要作用，给国家、社会、人民带来了巨大裨益。相信中国的卫星事业将持续发展，先进的卫星技术将成为我们建设现代化强国的重要力量。九天之上的卫星将继续为中国闪耀，继续为我们生机勃勃的美丽星球闪耀。