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北斗三号开始全球组网,厉害在哪?

  11月5日晚,在我国西昌卫星发射中心,长征三号乙运载火箭以“一箭双星”方式发射北斗三号第一和第二颗组网卫星。这两颗卫星开启了北斗卫星导航系统全球组网的征程。

  按照2018年前后完成18颗卫星发射,率先为“一带一路”沿线国家提供基本服务,2020年实现35颗北斗卫星全球组网,具备服务全球能力的目标全速推进,中国北斗正在阔步走向世界。

  据来自航天科技集团五院北斗三号工程副总设计师、卫星首席总设计师谢军介绍,早在北斗二号正式提供区域导航定位服务前,我国就开始了北斗三号全球导航系统的论证研制工作,并明确了研制要求,确定了建设独立自主、开放兼容、技术先进、稳定可靠的全球卫星导航系统的发展目标。

  相对于北斗二号区域系统,北斗三号服务区域将扩展至全球,同时,实现了下行导航信号升级与改造等关键技术方面的突破,实现了与北斗二号下行导航信号的平稳过度,并在此基础上增加了新的导航信号,为用户提供更为优质的服务。


  新突破实现联通无极限

  由于我国不可能像GPS那样,在全球建立地面站,为解决境外卫星的数据传输通道,北斗三号采取星间、星地传输功能一体化设计,实现了卫星与卫星、卫星与地面站的链路互通,这就是说,虽然“看不见”在地球另一面的北斗卫星,但用北斗卫星的星间链路同样能与它们取得联系。

  用星间链路技术实现太空兄弟间手拉手,心相通,不仅实现了相互间的通信和数据传输,还能相互测距,自动“保持队形”,可以减轻地面管理维护压力。星间链路技术的应用中,设计了全新的网络协议、管理策略和路由策略,解决了不能全球布站进行卫星境外监测的难题,是北斗全球导航系统建设的一大特色。

  新技术实现卫星长寿命

  “北斗是一个开放的系统,中国的北斗,世界的北斗,中国发展卫星导航技术是国民经济的重要基础设施,也是为全人类提供时间坐标和空间坐标的基础设施,服务的连续性和稳定性十分重要”,航天科技集团五院北斗三号卫星总指挥迟军介绍说,就像停水停电影响城市生活一样,卫星导航服务一旦中断,国家和社会的正常运行会受到很大的影响,因此,对卫星导航的可靠性、连续性提出了苛刻设计的要求。

  北斗三号卫星控制分系统增加了卫星至少60天的完全自主运行能力,保证了在地面测控站出现故障期间,北斗卫星在轨仍能够正常工作,这样大大减少了对地面站的依赖,成就“可视”范围外对卫星的控制,并大大降低系统的运行管理成本。

  此外,为了提高卫星在轨服务的可靠性,北斗三号卫星采取了多项可靠性措施,使卫星的设计寿命达到12年,达到国际导航卫星的先进水平,为北斗系统服务的连续、稳定提供了基础保证。

  新“武器”让服务“零误差”

  据航天科技集团五院北斗三号卫星总设计师王平介绍,星载原子钟是确保导航定位精度的关键设备。为了提高服务的精度,北斗三号配置了新一代原子钟,通过提升原子钟指标,提升卫星性能、改善用户体验,频率稳定度较北斗二号区域导航系统提高了10倍,达到世界先进水平。铷钟的技术进步,直接推动了我国新建设的全球导航系统定位精度由之前区域系统的10米跨越到后续全球系统米级分辨率,测速和授时精度同步提高一个量级。

  我国北斗卫星采用铷原子钟,同时还配置了性能更高的新研国产氢原子钟。氢原子钟虽然质量和功耗比铷原子钟大,但稳定性和漂移率等指标更优。相对于铷原子钟,我国起步更晚,2015年我国研制的氢原子钟首次在轨应用验证,为北斗全球导航系统进行了技术探索,至今功能、性能十分稳定。星载氢原子钟的在轨应用,对于实现北斗导航定位“分秒不差”,将发挥作用。

  新理念造福全球“一家人”

  在加速北斗系统建设的同时,有一个问题无法回避:如何看待北斗和其它卫星导航系统的关系呢?对此,我国在启动北斗导航系统建设之初就给予了回答,这就是一直在坚持和实践 “中国的北斗,世界的北斗”的理念。

  在这一原则指导下,北斗卫星在设计建造过程中,就已考虑到对其它系统的兼容性。通过北斗兼容互操作技术,为用户端能在终端上接收多个信号提供了基础,这就给用户提供多种选择,北斗导航系统兼容、互操作的便利性将保证全球用户利益的最大化。

  作为一个航天大国,我们正向航天强国迈进,我国北斗导航卫星系统将以面向全球,造福全人类的姿态,为祖国、也为世界建设一个精品工程。

  今天,中国北斗的宽广胸怀已经敞开,等待着世界的接纳。(宋雅娟)

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