實力拿下 iPhone 12,中國北斗的 26 載,是國產替代逆襲的模樣

北斗三號系統衛星設計師林寶軍在採訪中表示。

果然,蘋果也難過“北斗關”;最新發布的 iPhone 12系列手機全系支持北斗衛星導航系統

至此,北斗系統已基本覆蓋中國智能手機市場。

這並不讓人意外,畢竟,當下的北斗實力,已不容忽視。

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受制於人

北斗衛星系統,是我國自主研製,繼美國 GPS、俄羅斯 GLONASS 後的第三個成熟的全球衛星導航系統,同時也是聯合國衛星導航委員會認定的供應商之一。

儘管目前北斗已與其它全球衛星導航系統平起平坐,但在二十多年前,中國衛星系統還只是“小透明”,需要依賴他國的定位系統,例如 GPS。

美國自1958年就開始研製衛星定位系統,耗資300億美元最終建成了 GPS ,並向全球開放民用,但軍用部分,依舊掌握在自己手中。

當時,在中國以外,世界上許多國家也都在使用 GPS。作爲技術成果的擁有者,美國佔據着絕對的控制權,在某些時刻甚至可以上升爲“霸權”。例如,“銀河號”事件之時。

1993年,美國宣稱駛往伊朗阿巴斯港的中國“銀河”號貨船載有製造化學武器的前體化學品,在印度洋公海海域攔截,要求上船檢查。甚至在中方尚未作出迴應時,美方就已直接切斷貨輪的 GPS 信號。一時間,“銀河號”在海上失去方向,寸步難行。

時任外交部國際司副司長沙祖康回顧這段歷史時如此說道,這種被“卡脖子”的不適感讓國人更加清楚地知道建設衛星系統的重要性。

值得一提的是,在“銀河號”事件之前,美國曾將 GPS 應用於海灣戰爭中,在軍用中取得巨大成效,被稱爲“軍事力量的倍增器”,這讓包含中國在內的各個國家意識到必須建立自有的“GPS”。

1994年,中國終於將建設自有衛星系統提上議程,正式啓動“北斗一號”的建設。

之所以說“終於”,是因爲這並非我國在衛星系統上的首次嘗試;1967年的“燈塔計劃”, 1983年陳芳允等專家學者提出的雙星定位方案都是針對衛星建設提出。

但這些計劃不是無果而終,就是被擱置,儘管結合當時背景來看,經濟條件十分受限,但說到底,還是因爲不夠重視。

雖然沒有亮眼的研究成果,但八十年代時確立了北斗系統的“三步走”發展戰略——

北斗一號:試驗驗證系統,向中國提供服務

北斗二號:區域導航定位系統,向亞太地區提供服務;

北斗三號:全球導航定位系統,向全球提供服務。

不同於美國 GPS 的一步到位,結合當時國情,中國的衛星建設是先區域再全球。規劃十分美好,但現實卻十分骨感

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困難重重

中國建設北斗一號,一沒經驗二沒錢,科研設備少,研發環境簡陋。更爲雪上加霜的是,西方國家的技術封鎖

北斗系統首席總設計師謝軍在採訪中回憶稱。

不過,這種想在萌芽期斬草除根的方法並未奏效。在工程師們的潛心攻關下,2000年,我國發射了2顆地球靜止軌道衛星,2003年又再次發射,“北斗一號”系統建成。

“北斗一號”解決了中國自主衛星導航系統的有無問題,邁出了衛星建設第一步。而伴隨着成功而來的,是西方國家更進一步的技術封鎖。

謝軍表示,在北斗二號建設時明顯感覺到國外在一些產品上的討價還價,或者不提供所要求的技術指標。

星載原子鐘技術便是其中之一。由於西方國家禁運,“北斗的心臟”原子鐘成爲工程關鍵技術瓶頸。可以說,如果不能實現突破,北斗建設就沒戲了。

除了需要解決技術困境,中國還需與歐盟競爭衛星導航的頻段

黃金頻段早已被美俄佔用,而勉強擠出的一小段頻率需要各國申請競爭,競爭的規則便是西方國家制定的“先到先得”;也就是說,誰先上天算誰的。

另外,按照國際電聯“七年爲限”的申請規則,我國需要在2007年4月17日前發射衛星,否則將作廢申請。

圖爲伽利略計劃組成部分的三個衛星【圖源新華社】

雖然我國在2000年進行了申請,但在2000-2004年期間,北斗二號一直處於論證工作,再加上參與“歐洲伽利略計劃”走了彎路,真正留給北斗二號建設的時間,僅有三年。

一方面是外部技術封鎖,一方面是內部時間緊迫,北斗團隊只能和困難鬥爭,與時間賽跑。

終於,2007年4月,北斗二號系統第一顆導航衛星準備發射,但在臨門一腳之時,北斗團隊卻在第三次總檢時發現衛星應答機異常。

截止時間一點點在逼近,但如果不排除故障,則無法證明實現頻率傳輸。最終,北斗團隊決定再與時間賽跑一次,將應答機取出修復。

北斗工程總設計師楊長風回憶稱。

2007年4月14日4時,北斗二號衛星順利起飛。4月16日20時許,衛星傳回信號;此時距離國際電聯的“七年之限”僅剩不到4小時。

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“北斗芯”皆爲“中國芯

拿下了衛星頻段,北斗二號系統也成功部署,北斗建設的“三步走”已行進了2/3,要實現終極目標,最後一步非常關鍵,它決定着中國北斗能否從區域走向全球。

2009年,中國啓動北斗三號系統建設。

有了美國 GPS 封鎖,以及合作開發“伽利略”系統的經驗教訓在前,中國更加明確一件事——獨立!獨立!獨立!

林寶軍在採訪中說道。

爲了實現完全獨立自主,中國北斗並沒有採取美國 GPS、俄羅斯“格洛納斯”系統全球布站方式,而是建立星間鏈路,實現衛星與衛星、衛星與地面站的鏈路互通,減少地面站的依賴。

然而,星間鏈路加大了衛星運算量芯片成爲”頭大之處“。

以往衛星使用的歐洲 sc80c32芯片已難以滿足更高的算力以及更低的錯誤率需求,而國內雖有芯片,但並未接受過應用檢驗。

權衡之下,北斗團隊最終選擇了名不見經傳的國產龍芯。後來的事實也證明了,國產龍芯不僅算力達到要求,即使在惡劣空間環境下,也能保證衛星正常工作。

“國產不等於不好,國產不等於不可靠”、“北斗芯片跟國外基本水平是同一量級”、“都是自己幹出來的”、“地面也完全是中國芯”·······在北斗三號建成之後,工程師們底氣十足地表示。

結合當下不怎麼太平的國際形勢來看,儘管會對北斗國際化造成影響,但對北斗衛星來說,並不存在所謂的“卡脖子”。

2020年6月23日,北斗三號最後一顆全球組網衛星點火升空,全面完成了北斗三號全球衛星導航系統星座部署。

這一時間,比原計劃提前了半年。北斗三號12顆組網衛星的部署任務用時三年零三個月,而其成果卻實現了美國 GPS 2到 GPS 3 20年才完成的跨越。

而這些,是北斗團隊不分晝夜開展研究換來的。

這是北斗團隊的真實寫照

這樣的景象,恰如其分地詮釋了——“哪有隨隨便便的成功?不過是不忘初心地堅持”。

如今,從覆蓋範圍來看,北斗系統已能夠與 GPS 平起平坐了,但這並非終點。林寶軍表示:

但爭奪第一併不是爲了顯擺,而是在於更好地提供服務——

而這,纔是真正的大國風範

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國產替代的最佳寫照

從上世紀末一窮二白的決心發展,再一步步突破封禁重圍,到完全獨立自主地建立自有的全球衛星系統,中國北斗的姿態從追趕、並跑、再到超越,歷時26載,過程滿是辛酸

相似的遭遇,在21世紀的當下,正在半導體、手機行業中重演。

歷史經驗告訴我們,即便是技術封禁,即便是發展受困,但並非無路可走,國產替代便是最佳方式。

中國北斗,已經給出了最好證明。

它所映射出的,不僅是時代的印記,更是中國尋求獨立自主的無畏與堅韌。

真正的強大,總要經過千錘百煉;真正的強大,不是征服,而是分享。

中國北斗,已經給出了最佳寫照。