“十四五”期间，我国积极发展高精度观测手段。北斗自主研发的音响系统达到世界领先水平，建成了最大的地面遥感垂直观测网络。这是北斗卫星导航系统（以下简称“北斗系统”）应用的一个缩影。北斗系统是我国自主建设和运营的全球卫星导航系统。这就是国家的空间信息基础设施。如今，北斗已进入大规模应用新阶段，全面融入国家重要基础设施建设以及大众消费、共享经济等领域。并进入民航、海事等11个国际组织的标准体系。迈向“十五五”，北斗系统将如何实现技术更先进、功能更强、性能更优？更好的服务，更好地服务世界、造福人类？在本期《看前沿》中，北斗三号卫星系统总设计师林宝军揭秘了北斗系统的演进历程。 ——新技术升级了星载原子钟配置，配备了新型星间链路终端。 “北斗系统已实现全球组网5年，在轨运行证明其稳定性、准确性和连续性保持世界一流水平。”林宝君介绍。 回顾系统立项之初，北斗一号突破“双星定位”理论，成功实现“从0到1”测试SA区域。如今，北斗系统服务于200多个国家和地区。该系统实现了定位精度从几十米跃升至亚米级，时间同步能力也进入纳秒（十亿分之一秒）时期。虽然性能系统继续引领，北斗人并没有停下脚步。为了让系统性能更好、服务更稳定，北斗系统技术不断“更新”。 2024年9月19日9时14分，北斗第59颗、第60颗导航卫星成功发射。这组卫星是北斗系统成网后发射的第二组中地球轨道（MEO）卫星。它与整个集团相连，对下一代系统新技术进行测试。正是林宝俊和他的团队管理了这两位“新星”的发展。 “与之前的MEO卫星相比，这一次的发条配置进行了专门升级，并配备了新的星间终端。”他说。星载原子钟利用原子在不同能态之间转换时吸收或发射的电磁波来计时。这种电磁波周期非常稳定，使得原子钟是“世界上最精确的计时工具”，是国家战略资源。 “可以说，谁有了好的原子钟，谁就有了好的导航。”林保军表示，北斗三号网络卫星主要基于氢原子钟，可以实现“一年每3英里误差1秒”。要知道，如果一天的计时误差超过千分之一秒，通信网络、交通、金融系统就会陷入混乱；在测量卫星距离时，计时的十亿分之一秒的误差就会产生约30厘米的误差。对于升级后的星载原子钟配置，林宝军认为：“精度更高、漂移率更小，使北斗系统时频性能再次提升一个数量级。”星间链路是一种集星间和卫星功能于一体的设备。接地。计算路径。这种方法可以解决无法在全球范围内建立地面站并实现其他国家卫星数据传输的问题。林宝军对比了手拉手围成一圈的孩子们：传统的星间链接技术只能与附近的孩子进行通信；而北斗星间系统的相控阵就相当于同时向对面的很多人喊话。卫星“面对面”组网，不仅可以相互通信、数据传输和测距，还能自动“维持队形”，实现“一星全星”，比如建立“太空微信群”，减轻土地管理维护压力。此前，北斗三号采用KA频段相控阵星间链路技术，提高厘米级定轨精度。全星座完成一轮NE只需要5分钟左右全域范围内的沟通和覆盖。对于新型国际链路终端卫星，林宝军表示，它“在时间测量和同步方面表现更好，为下一代北斗系统起到承前启后的作用”。新应用“北斗+”和“+北斗”创新应用突破行业深度。 “北斗系统全球联网后，加速与大数据、人工智能、物联网、5G等技术融合。”林保军说。比如，世界各地的交通信号灯之所以像秒表一样精准，就是北斗系统融合国土改良、云计算、5G等技术的应用案例。这背后的道理是什么？林保军介绍，第一 步骤是统一北斗系统“对表”。 “如果每个路口的交通法规都单独计时，随着时间的推移，一个人会更快如今，很多有卫星的网络每秒都会向地面发送一个共同的授时信号，包括红绿灯控制中心在内的各个系统都以它为标准，集体“对表”，保证所有红绿灯的授时完全一致。第二步，需要北斗系统“排兵布阵”。如果想让交通更加顺畅，就必须要北斗系统“排兵布阵”。 依靠北斗精准定位授时协同工作。交通控制中心可以利用北斗系统实时了解主要路段的交通密度和车速，动态调整众多交通灯的倒计时和绿灯时长，规划“绿波区”。第三步需要北斗系统的“精准预报”。当车辆接近十字路口时，汽车导航或手机应用程序会同时做两件事e：通过北斗系统对车辆进行精确定位，确定车辆离开路口的位置和时间；并从交通云获取精确到秒的路口红绿灯状态。 “这是北斗系统数千项创新应用的案例。我们生活中80%以上的信息都与时间和空间有关，北斗系统是重要的新型基础设施。”林宝军说道。据《2025年中国卫星导航与位置服务发展白皮书》显示，截至2024年底，重点产业领域a北斗终端设备应用总数已达到近3000万台/套。国内兼容北斗的芯片及模组累计出货量接近23亿颗（含智能手机），具有北斗社交定位功能的终端产品总量已超过20亿台/套（含智能手机）。新趋势：建设下一代北斗系统将于2035年建成，形成“月球北斗迷你系统”。功能和更好的服务。 “下一代北斗系统基础技术研究已经启动。”林​​保军说。 2027年前后，我国将发射三颗卫星试验卫星，对下一代新技术系统进行测试； 2029年左右，开始发射北斗系统下一代卫星； 2035年完成下一代北斗系统建设。下一代北斗系统具有“精准可靠、接入便捷、智能化、网络化、适应性强”的代际特征。将为全球用户及其他定位导航授时系统提供覆盖开阔地表空间和近地空间的米级实时级、高精度、高完整性的导航定位授时服务。 “下一代北斗系统高度林保军宣布，下一代北斗系统将插入从地球外围到月球乃至深空的“路标”，形成“月球北斗迷你系统”，为未来陆地登陆、月球基地、火星飞船提供导航和通信服务。未来并不遥远。林保军介绍，我国已成功 建立了世界上第一个基于遥远逆行轨道（DRO）的地月空间三星级星座。地月空间是指地球同步轨道之外的三维空间，主要受地球和月球引力的影响。这是一个距离地球36000公里到200万公里的广阔区域。拥有丰富的物质、能源、轨道等战略资源。三颗卫星 “地月空间DRO探测研究”部署研制的百万公里级卫星稳定建立vel星间链接科技成果，为我国顺月空间开发利用奠定基础，引领国家前沿空间探索。 “可以说，地月空间三星级星座是下一代北斗系统的延伸和跨越。”林保军宣布，未来计划建立“地月空间统一时空基准”。这意味着地球上的用户和月球上的宇航员都使用相同的时间系统和坐标系。地月星座将通过地面站与北斗系统进行时间同步和数据交换，并与空间进行链接，确保地球和月球在时间和空间上的统一。