4.24“中國航天日”，中國衛星在閃耀
姚丁楊《百科知識》
2016年，中國航天事業創建60週年，從這一年起，4月24日正式成為“中國航天日”，中國航天人有了屬於自己的節日。“中國航天日”為何選在4月24日呢？ 1970年4月24日21時35分，中國第一顆人造衛星“東方紅一號”成功發射升空，拉開了中國人探索宇宙、和平利用太空、造福人類的序幕。這次歷史性的衛星發射，讓中國成為繼蘇聯、美國、法國、日本之後，第五個通過自制火箭發射國產衛星的國家。新加坡《民報》報道稱：“中國成功地發射了第一顆人造地球衛星，從天外飛來的音波，不但震盪了舉世的人心，也使美、蘇兩國聞之相顧失色。” “東方紅一號”成功發射是中國航天事業發展的第一個里程碑，是具有深遠意義的開創性事件，因此“中國航天日”選在4月24日。與60多年前相比，2020年的“人間四月天”依舊溫暖燦爛，但2020年的天空已經有了很大不同。當你仰望夜空，不要忘記——遙遠的天際，中國衛星一直在為你閃耀。
1970年，“東方紅一號”的成功發射，開啟了中國邁向航天強國的步伐；2020年，北斗衛星即將完成全球組網，中國已成為名副其實的航天大國。半個多世紀的風風雨雨，中國的衛星技術從粗糙到精湛，從基礎到尖端，這一迅速崛起、發展的歷程堪稱奇蹟。如今，中國衛星的數量已經牢牢佔據世界第二的位置，不僅擁有全球首屈一指的導航衛星、氣象衛星，還有著全球最頂尖的量子通信衛星。中國的衛星技術，已經走在世界前列，值得我們中國人為之驕傲。 那麼，中國的衛星技術到底有多厲害？這種“高高在上”的尖端技術對我們普通人的生活有哪些影響呢？
導航定位，服務陸海空交通
“衛星導航系統的應用只受到人們想象力的限制”已成為一句名言。作為衛星最重要的功能，導航定位已經在陸上交通、航海、航空領域發揮出極其重要的作用。目前，我國北斗導航衛星的全球區域定位精度優於10米，在亞太地區定位精度優於5米，部分地區精度可達到釐米甚至毫米級，整體水平已經可以和美國的全球定位系統（GPS）相媲美。 近幾年，基於北斗衛星導航系統的應用發展得如火如荼。2018年，在中國市場銷售的具有定位功能的智能手機當中，支持北斗導航的就有近三分之二。通過北斗衛星導航系統可以實現手機導航、路線規劃等位置服務功能，讓人們的生活和工作更加便捷。
對普通人來說，汽車、火車、高鐵等陸上交通工具是日常生活中不可或缺的。目前，衛星導航系統在陸上交通中已經得到了廣泛應用。近些年，隨著百度地圖、高德地圖等移動應用程序的飛速發展，衛星提供的位置服務備受廣大新老司機的青睞。衛星導航系統成了當代人駕車出行的“生活必需品”。 衛星導航定位系統已經在各類車輛上發揮作用：應用在郵政和快遞車輛上，對物流信息進行實時監控；應用在公務車輛上，提高公務用車的使用效率，讓公務用車在“陽光”下運行；應用在校車上，通過遠程監管為孩子提供安全的上學之路；應用在渣土車上，通過對渣土車嚴格規範管理，為抗擊霧霾、避免超載貢獻力量；應用在公交車上，建設智能車載終端系統、公交實時信息發佈系統、電子站牌終端系統和智慧評價服務系統，讓市民充分感受科技公交、智慧城市所帶來的出行便利。可見，衛星的導航定位功能是實現交通運輸信息化和現代化的重要手段。要建立暢通、高效、安全、綠色的現代陸上交通運輸體系，絕對少不了衛星導航系統在太空中為我們“指點江山”。 在大江大海中航行，更需要衛星導航系統的指引，北斗衛星導航系統在我國水上交通的發展中也起到了不可替代的作用。導航定位就如同船隻的“眼睛”，能讓船隻在茫茫大海中盡情遨遊而不會迷失方向。 與GPS相比，中國北斗衛星導航系統的功能更加多樣，除了是船員心中的導航“明星”，還能在危難時刻成為拯救生命的“英雄”。你知道北斗是如何做到的嗎？原來，北斗衛星導航系統和無線通信系統實現了有效結合，這就讓它成為了船隻的緊急報告系統和救援系統，為船隻的安全航行提供保障。此外，智能船閘領域也開始應用衛星導航系統。傳統的船閘往往存在協調不暢、通行效率低的問題，隨著我國北斗衛星技術的日漸成熟，“船載北斗智能終端”已經在船舶上開始應用，形成了北斗智能過閘系統。所有過往船隻通過智能系統實現統一調度，在提升水上交通管理能力的同時，也能讓船隻運行得更加順暢，節約了船員的時間成本，提升了船運的經濟效益。 除了在陸地和海洋中大顯神威，天空更是衛星的“大本營”。北斗衛星導航系統是航空領域的“指揮器”，通過衛星導航系統提供的精準時間信息和位置信息，可以引導飛機依照既定的路線飛行，合理降低油耗，同時還能及時將飛機飛行的高度、位置等加以反饋，由航空管制部門接收，實現全程自動化的監視，確保飛機的飛行更加安全，改善空中線路擁堵的局面。
國防重器，支撐軍事裝備
衛星定位系統是現代軍事裝備的重要支撐。戰鬥機、導彈、艦艇、潛艇、火箭發射車等都需要通過衛星定位系統發揮最大威力。一直以來，美國GPS的應用範圍穩居世界前列，然而GPS的控制權掌控在美國手中，這對軍事的發展和社會的穩定產生了深刻的影響。要想不受制於人，就必須建立屬於自己的時空體系。北斗衛星全球組網的完成，有助於中國國防系統徹底擺脫對國外定位系統的依賴，也將顯著提升我國的軍事實力。 除了導航衛星以外，還有很多衛星可以作為“國防利器”進行應用。圖像攝影衛星可以用於軍事偵察；導彈預警衛星可以及時發現導彈發射信息，並指導地面進行攔截；軍用通信衛星對於現代戰爭的指揮、通信意義重大；電子竊聽衛星則可以竊聽敵方的作戰命令及密碼。目前我國作為衛星大國，軍事衛星技術發展迅猛，這對國防事業的發展來說影響深遠。國家安全與我們每個人息息相關，沒有和平家園，就沒有幸福生活。
農業漁業，智能先行
最近幾年，以北斗衛星導航系統為代表的衛星技術在農業、漁業領域發揮出越來越大的作用。基於北斗衛星導航系統的無人駕駛拖拉機、植保無人飛機等智能農機裝備越來越受到市場青睞。北斗農機自動駕駛系統已在新疆、內蒙古、黑龍江、廣西、河北、山東、陝西、湖北、安徽等地區實現規模應用，例如，北斗智能採棉機已經在新疆投入生產，為新疆農業機械化做出貢獻。北斗無人駕駛、高精度導航定位、系統監管等一系列的新興衛星技術，讓傳統的農業生產充滿了科技現代化的魅力，節省了更多的人力、物力與財力，智慧農業方興未艾。
在無邊無際的大海上，北斗導航衛星是漁民的“保護傘”。我國是漁業大國，海洋漁業水域面積300多萬平方千米，從事海洋漁業的漁船、漁民眾多。近幾年，北斗漁業應用持續推進，定位與短報文通信功能為漁業管理部門提供船位監控、緊急救援、信息發佈、漁船出入港管理等服務。北斗衛星導航系統不僅能夠進行快速的位置報告，同時具有短報文功能。短報文功能是北斗衛星導航系統特有的功能，包括GPS等其他衛星導航系統都不具備此功能。該功能可雙向報文通信，一次可傳輸40～60個漢字的短報文信息，在用戶授權並完成配置後，終端與指揮機可進行信息傳輸，實現點對點通信，不受距離限制。
在通信手段不健全、不發達地區或者是茫茫大海上，往往沒有普通移動通信信號，北斗衛星導航系統的優勢便會大大凸顯。通過安裝基於北斗衛星導航系統的船舶動態監管系統，可以更好地監管漁船的動態，更好地保障漁民的安全。
防災減災，刑偵破案
天有不測風雲，人有旦夕禍福，防災減災領域也少不了北斗衛星導航系統的助力。北斗衛星導航系統的短報文與位置報告功能已經讓災害預警速報、救災指揮調度、快速應急通信等成為可能，可極大提高災害應急救援反應速度和決策能力。 現在，陝西、甘肅、江蘇等地正在持續配發北斗減災報災終端，實現了災情險情一鍵上報；河北氣象站加裝北斗通信終端，讓防災減災更精確；港珠澳大橋採用北斗高精度形變監測系統，有效保障了大橋的安全運行；浙江湖州消防支隊建設基於北斗衛星導航系統的“智慧消防”綜合信息指揮平臺，初步實現了火災精確預警、精確防範、精確指揮和精確處置。
北斗衛星也在公安系統大顯身手。公安部正在積極推動，力爭在“十三五”期間實現警用車輛衛星定位終端配備率達100%；具備衛星定位功能的手持設備配備率力爭達到80%以上。截至2018年12月，全國40餘萬部警用終端聯入警用位置服務平臺。北斗衛星導航系統在亞太經濟合作組織會議、20國集團峰會等重大活動安保中發揮了重要作用。 北斗禁毒“雲+端”作戰指揮系統，利用北斗定位和短報文通信服務，結合移動通信技術、視頻技術和警用地理信息技術，應用於毒品案件的線索採集、案件偵查、情報研判和最終行動收網等階段，實現了公安禁毒偵查指揮車實時定位和回傳、現場警力的綜合部署和指揮調度等功能，全面提升了涉毒涉恐“整體發現、堵源截流、精確打擊和防範管控”的能力。該系統已在廣西壯族自治區開展禁毒應用，建設了以禁毒業務流程為導向，具備從情報線索採集、分析、流轉到預警布控、實施抓捕的一體化情報實戰平臺。憑藉該系統，當地公安部門屢破要案，取得了顯著的禁毒成效，應用推廣前景廣闊。
天氣要靠衛星預報
提到衛星雲圖你會想到什麼？也許，第一時間你會想起電視中的天氣預報節目。氣象臺的播報員會站在一張大大的衛星雲圖前，為觀眾講解未來幾天的天氣狀況。這些氣象衛星雲圖，正是我國風雲氣象衛星在浩瀚星空中的傑作。觀測氣象、預報天氣，是衛星的另一大用途。幾十年來，中國已經成功發射17顆風雲氣象衛星，目前有7顆在軌運行，包括4顆靜止氣象衛星和3顆極軌氣象衛星。中國是世界上少數幾個同時具有極軌和靜止兩個系列業務氣象衛星的國家。極軌衛星和靜止衛星，是按照衛星的運動軌道來區分的。極軌氣象衛星與太陽同步，繞地球南北兩極運行，可以獲取全球觀測數據，主要用於為天氣預報提供氣象參數，監測沙塵暴、森林草原火災等自然災害，實現防災減災。靜止軌道氣象衛星是在赤道上空地球同步軌道上工作的氣象衛星，距地球高度約3.6萬千米，與地球自轉同步運行，因此相對地球是靜止的，可以觀測地球表面1/3的固定區域，對同一目標地區進行持續不斷的氣象觀測。
我國風雲系列氣象衛星已經達到了國外同類衛星的技術水平，成為全球綜合地球觀測系統的重要成員。世界氣象組織多次為風雲衛星“點贊”：“中國在氣象服務和氣象衛星技術方面，已達世界先進水平，為全球氣象工作做出了貢獻。”
中國的氣象衛星雲圖等產品，不僅服務於中國的氣象工作者，也面向全世界提供高品質服務。現在，中國向全球用戶提供100多種衛星資料和產品，使用風雲衛星數據的國家有近百個。
走在前沿的量子通信
2016年8月16日是中國衛星發展史上的一個重要日子，由我國自主研製的世界首顆量子科學實驗衛星“墨子”號在酒泉衛星發射中心成功發射升空，這標誌著我國在量子通信技術領域已然走在了世界最前沿。 量子通信技術是一種能夠徹底杜絕間諜竊聽及破解的保密通信技術。由於量子信號的攜帶者光子在外層空間傳播時幾乎沒有損耗，如果能夠在技術上實現糾纏光子在穿透整個大氣層後仍然“存活”並保持其糾纏特性，人們就可以在衛星的幫助下實現全球化的量子通信。
量子通信衛星是一種傳輸高效的通信衛星，“墨子”號的成功發射和在軌運行，使得我國成為世界上首個實現太空和地面之間量子通信的國家，同時也建成了我國天地一體化的量子保密通信與科學實驗體系。這不僅將助力我國廣域量子通信網絡的構建，也使我國在量子通信技術實用化整體水平上保持和擴大國際領先地位，實現國家信息安全和信息技術水平跨越式提升。另外，“墨子”號還將開展對量子力學基本問題的空間尺度實驗檢驗，有望助力中國科學家在量子科學前沿領域取得重大突破，對推動中國空間科學衛星系列可持續發展具有重大意義。
展望未來，得益於量子保密通信的絕對安全性，量子通信不僅能應用於百姓日常通信，也可用於水、電、煤氣等能源供給和民生網絡基礎設施的通信保障，還可應用於國防、金融、商業等領域，勢必對產業界和科技界產生巨大影響。
經歷了幾十年的發展和幾代航天人的艱苦努力，中國的衛星技術終於走在了世界前列，並且在各個領域發揮了重要作用，給國家、社會、人民帶來了巨大裨益。相信中國的衛星事業將持續發展，先進的衛星技術將成為我們建設現代化強國的重要力量。九天之上的衛星將繼續為中國閃耀，繼續為我們生機勃勃的美麗星球閃耀。
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