圖表：北斗系統(tǒng)“三步走”。視覺中國供圖

任何一個大國重器的誕生，似乎都避免不了和發(fā)達(dá)國家同類產(chǎn)品拼力比試、同臺競爭甚至“掰手腕”的命運，作為要走進尋常百姓家的導(dǎo)航利器，北斗更是如此。11月5日晚，我國最新一代導(dǎo)航衛(wèi)星北斗三號首次發(fā)射后，人們便迫不及待想知道走向全球的中國北斗，究竟能否和GPS一決高下。

這可能也是航天活動不近人情的地方，在最抓眼球的火箭點火、呼嘯蒼穹之后，人們的好奇心大多留給了“火箭發(fā)射有多厲害”“飛天衛(wèi)星有什么用”等問題，至于其背后技術(shù)含量、研制人員辛勞程度則鮮有問津。不過，這一點并不完全適用于北斗，因為要真正說清楚它和GPS的區(qū)別，一些技術(shù)細(xì)節(jié)甚至是技術(shù)路線問題是繞不開的。

畢竟，中國北斗比GPS起步晚了20多年，不僅沒能和后者站在同一條起跑線，就是在之后的追趕過程中，也不能說完全躋身到了同一個賽道上。以導(dǎo)航系統(tǒng)的地面站建設(shè)為例，美國打造GPS，可以在全世界“布點設(shè)站”，而中國囿于種種原因只能在“天上”想辦法，攻堅衛(wèi)星之間、星座之間的鏈路技術(shù)。

這正應(yīng)了人們常說的那句 “既是挑戰(zhàn)，也是機遇”。太空是個大舞臺，在這個舞臺上亮相的各種衛(wèi)星，扮演著生旦凈末丑不同的“角色”，但是無論什么樣的角色，都有其基本功以及獨門手藝，北斗也不例外。中國青年報·中青在線記者就此采訪有關(guān)專家，揭秘走向全球的中國北斗究竟是怎樣煉成的。

“大腦”：數(shù)十顆北斗衛(wèi)星“天上漂”如何不擅離職守？

作為北斗三號衛(wèi)星的打造者，中國航天科技集團五院的專家給出過這樣一個比方——

如果把衛(wèi)星類比成人的話，那么衛(wèi)星的控制系統(tǒng)就相當(dāng)于人的“大腦與神經(jīng)組織”，指揮肢體完成各種工作；衛(wèi)星推進系統(tǒng)相當(dāng)于人的“肌肉組織”，推動肢體完成各種工作；而能源系統(tǒng)相當(dāng)于人的“血液循環(huán)組織”，為大腦和肢體提供能量。

而為整個衛(wèi)星提供時間基準(zhǔn)、維持時間準(zhǔn)確性的守時設(shè)備——原子鐘，則相當(dāng)于人的“心臟”，可謂“沒有原子鐘就沒有全球?qū)Ш健?。衛(wèi)星之間的鏈路技術(shù)，相當(dāng)于人的“靈魂”，讓人與人遠(yuǎn)距離之間也能夠相互感應(yīng)，彼此惦記，做到“心有靈犀”。

先說“大腦與神經(jīng)組織”。這關(guān)乎不少人的一個疑問，即“數(shù)十顆北斗衛(wèi)星同時在天上漂，他們?nèi)绾巫龅讲簧秒x職守？”

答案是，他們非?！白月伞保雷约涸摯谑裁吹胤健６@種“自律”就得益于被稱作衛(wèi)星“大腦與神經(jīng)組織”的控制系統(tǒng)。

按照中國航天科技集團五院北斗三號副總設(shè)計師高益軍的說法，控制系統(tǒng)就是衛(wèi)星在天上保持正確軌道、正確姿態(tài)的“總指揮”，它實時搜集衛(wèi)星的軌道和姿態(tài)信息，一旦發(fā)現(xiàn)有所偏離，就指揮自己回到正常狀態(tài)。

高益軍說，有了這個北斗三號的控制分系統(tǒng)，就相當(dāng)于增加衛(wèi)星“至少60天”的完全自主運行能力。這意味著，一旦地面測控站出現(xiàn)故障期間，北斗衛(wèi)星仍能夠正常在軌工作。

“這樣大大減少了對地面站的依賴，成就‘可視’范圍外對衛(wèi)星的控制。并大大降低系統(tǒng)的運行管理成本，當(dāng)然這也給衛(wèi)星控制系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn)帶來了很大的難度。”高益軍說。

值得一提的是，此次北斗三號研制任務(wù)中，控制系統(tǒng)國產(chǎn)化單機達(dá)100%，分系統(tǒng)國產(chǎn)化元器件占90%以上——這是高益軍透露的一組數(shù)據(jù)。他說：“控制系統(tǒng)里沒有一臺進口產(chǎn)品?！?/p>

至于衛(wèi)星的“血液循環(huán)組織”，有一個重要的組成部分，名為“二次電源”，它將衛(wèi)星上一次太陽能或電池的電能進行轉(zhuǎn)換，并通過星上線纜網(wǎng)——相當(dāng)于衛(wèi)星的“血管系統(tǒng)”，輸送到各種電子設(shè)備。

按照中國航天科技集團五院510所專家的說法，電子設(shè)備有什么樣的口味，他們就有什么樣的“電能菜譜”，讓衛(wèi)星電子設(shè)備“大快朵頤”，來完成在太空中的表演。