11月3日，中国工程院院士、武汉大学原校长、卫星导航定位工程应用领域的开拓者、中国科学技术协会“科创中国”时空信息卫星导航产业科技服务团首席专家、武汉北斗产业创新中心首席科学家刘经南院士重磅登场湖北卫视《你好 赛先生》，倾情讲述北斗导航系统从无到有，从落后追赶到世界一流的逆袭之旅，并与科学新青年们一起畅聊讨论，用深入浅出的方式向观众揭秘了北斗系统在未来的多样化应用场景。
刘经南院士作为“科创中国”时空信息卫星导航产业科技服务团首席专家，在推进科创中国建设中，积极推动多项学术交流活动的开展，出席“科创中国”时空信息卫星导航产学融合会议，担任第十四届“北斗杯”全国青少年空天科技体验与创新大赛湖北赛区组委会主任，支持第十六届智慧城市大会北斗+技术应用与产业化论坛成功举办。这一次，刘经南院士做客全国首档院士科普创演节目《你好 赛先生》，分享北斗系统逆袭之旅，为科学新青年们送出谆谆寄语，助力国家科普建设。
说起天上的星星你会想到什么？早在我国的秦汉时期，先民已经通过观测北斗七星，来判定航行的方向。而在当下，北斗也与每个人的生活息息相关，开车出行的导航功能是依托北斗实现，北斗就像日常生活中水、电、公路般的基础保障，是作为国家重要的基础设施存在，此时此刻，在我们头顶的高空，56颗北斗卫星正为全球130多个国家和地区，为超过15亿用户，提供着全天候、全天时、高精度、高可靠的定位、导航与授时服务。
当今这个新时代，北斗深刻地改变了我们的生活方式，各类不同的创新应用正不断地涌现出来，北斗，已成为当代中国一张耀眼的“国家名片”，北斗究竟还有哪些隐藏功能？未来北斗的应用还会有哪些新模式？北斗究竟是如何改变我们的生活？本期昆仑山矿泉水《你好 赛先生》特邀中国工程院院士刘经南，陪你一起探寻北斗的奥秘，为观众解答疑惑！
北斗，为梦想导航
站在本期昆仑山矿泉水《你好 赛先生》XR沉浸式实时虚拟技术打造的黄岩岛空间里，中国工程院院士、武汉大学原校长、我国卫星导航定位工程应用领域的开拓者、中国科学技术协会“科创中国”时空信息卫星导航产业科技服务团首席专家——刘经南院士心潮澎湃地回忆起了1990年的往事。
那时刘经南院士作为南海岛礁、国家大地坐标联测项目的技术总指挥和方案设计师，到中国南海进行科学勘测，这次测绘工作的根本目的，是通过精确测量彰显黄岩岛等岛礁是中国的固有领土。
测量队的成员登上黄岩岛的礁石，把金属坐标用混凝土埋到了整个礁盘的最高点，这是中国政府在黄岩岛正式设立主权的标志。
但没想到的是，他们埋好的坐标，后来却被有关国家破坏了。因为没有自己的卫星导航系统，当时就连领土岛礁的测量定位都只能用美国的GPS，这对当时从事中国国土测绘的刘经南院士来说，不仅是无奈和遗憾，更有受制于人的羞愧难当！那时候他就在心中暗暗立誓，要告别我国卫星定位系统被别国“卡脖子”的窘境。
2012年，北斗2号成功开通后，我国用自主研发的导航系统双向短报文通信功能，营救了被菲律宾两艘小军舰围在黄岩岛潟湖中的12艘中国渔船，并驱逐了他国军舰。从此，把黄岩岛重新纳入了中国的版图和实际控制之下。
根据国际电联的规定，频率资源是谁先发射卫星成功并将信号落地就谁先得，过期作废。2007年4月17日，是北斗卫星申报频率的最后期限。4月11日，北斗2号首颗卫星在发射前某个器件突然发生故障，之后的三天三夜，北斗人拿出生死时速，不眠不休地寻找故障，紧急抢修。4月14日凌晨4点，火箭终于在最后的时间窗口升空。4月17日晚上8点，距离申报频率失效仅剩4小时，当卫星信号终于从两万公里高的太空传回来，常年沉默的“北斗人”在那一瞬间放声地哭、放声地笑。
中国人终究把星空资源紧紧握在了自己手中！
根据国际电联的规定，频率资源是谁先发射卫星成功并将信号落地就谁先得，过期作废。2007年4月17日，是北斗卫星申报频率的最后期限。4月11日，北斗2号首颗卫星在发射前某个器件突然发生故障，之后的三天三夜，北斗人拿出生死时速，不眠不休地寻找故障，紧急抢修。4月14日凌晨4点，火箭终于在最后的时间窗口升空。4月17日晚上8点，距离申报频率失效仅剩4小时，当卫星信号终于从两万公里高的太空传回来，常年沉默的“北斗人”在那一瞬间放声地哭、放声地笑。中国人终究把星空资源紧紧握在了自己手中！
刘经南院士作为先后服务了三代北斗系统建设的一分子，他的科研生涯，也全程见证了北斗系统从跟跑、到并跑、再到部分领跑的“逆袭之路”。
现在，全球四大卫星导航系统中，中国北斗最好！它功能最多、精度最高，是当之无愧的世界一流的北斗！而靠着别人“点灯指路”的日子，也永远成为历史。
北斗的漫漫“星”耀路
90年代初经费比较紧张，技术也刚刚起步，第一代北斗卫星解决了有无的问题，是从零到一的突破。
第二代的北斗卫星，2007年发射第一颗星，用了5年时间，2012年开始覆盖亚太地区，为亚太地区提供服务。
从2017年开始，中国在32个月内成功发射了28颗北斗三号组网卫星和2颗北斗二号备份星，并全部顺利组网，平均算下来一个月发射一颗卫星！创造了世界导航卫星组网发射的新纪录！
2020年7月31日，北斗三号全球组网成功，并且开通全球服务。北斗三号拿下了多个“世界第一”，专利数量世界第一，拥有160多项原创关键技术；卫星数量世界第一，中国的北斗卫星足足拥有56颗之多！
北斗三号还有几个“全球唯一”，北斗独创混合星座构型，中圆地球轨道（MEO）有24颗，轨道高度在21528公里；北斗三号还有不同于其他全球卫星导航系统的6颗星，其中3颗是在赤道上的静止卫星，3颗是倾斜地球同步轨道卫星。
三种轨道混合星座布局的优势在于抗遮挡能力更强，能实现全球覆盖、全球服务，又可为亚太大部分地区用户提供精度更高的服务。
后发制人的中国北斗
后发制人的北斗三号全球卫星导航系统，还有很多其他导航系统难以企及的优势。北斗是通信、导航一体化的卫星，北斗的短报文通信功能，是GPS不具备的一项技术突破。
北斗还有一个独特之处是星间链路，星间链路是在卫星之间搭起了无线电桥梁，相当于北斗卫星在太空建了个“群聊”。刘院士在节目现场说：星与星之间不仅能“群聊”，还能“牵手”。“群聊”解决了数据传输，“牵手”则可以完成星间测距。有了这两个功能，卫星之间就可以实时共享位置，在星星之间、星地之间，织成一个“天罗地网”。
在搜救方面，目前国际的搜救卫星组织只有单向功能，但是北斗的双向通信功能可以提供国际搜救服务，所以北斗的搜救能力也被国际搜救组织认可。其它没有双向通信功能的三大卫星系统，对北斗的双向通信功能，可谓是都有一点羡慕嫉妒恨。
北斗不可估量的未来
北斗系统用20多年走完其他全球卫星导航系统40多年的发展之路，从当初的一无所有到如今的国际领先，中国北斗实现了逆风翻盘！
北斗系统对全球用户提供服务以来，已在交通运输、基建工程、农林渔业、水文监测、气象测报、通信授时、电力调度、救灾减灾、公共安全等领域得到广泛应用，对于普通人，例如汽车导航、快递服务等，可以轻易实现亚米级定位精度。
业内有这样一句名言：“卫星导航定位系统的应用只受想象力的限制”，毫不夸张地说，作为国家重器，北斗的各类创新应用场景不断涌现，在未来，北斗还将持续提升性能，优化服务，在全面开启中国式现代化新征程中，贡献北斗智慧。
据刘院士介绍，未来在2035年左右，中国北斗将“上天入地”，建设成为更加泛在、更加融合、更加智能的国家综合定位导航授时（PNT）体系，进入深地、深海、深空、深网等领域。
如今，中国的北斗，已成为世界的北斗、一流的北斗，创造出众多耀苍穹的奇迹，成为星空中最璀璨、最耀眼的星！
（本文来源：慧天地；转载来源：湖北卫视《你好 赛先生》）
