北斗三號衛(wèi)星成功發(fā)射!北斗衛(wèi)星全球導航系統(tǒng)建設正式拉開大幕
11月5日,在世界的矚目中北斗系統(tǒng)再度雄起,北斗第三步——北斗衛(wèi)星全球導航系統(tǒng)建設正式拉開大幕。按照計劃部署,我國將于2018年前后完成18顆衛(wèi)星發(fā)射,率先為“一帶一路”沿線國家提供基本服務,2020年將實現(xiàn)35顆北斗衛(wèi)星全球組網(wǎng),具備服務全球能力。自主創(chuàng)新、分步建設,中國的北斗系統(tǒng)正在助力創(chuàng)新型國家建設、正在闊步走向世界。
據(jù)來自中國空間技術研究院(以下簡稱“研究院”)的北斗三號工程副總設計師、衛(wèi)星首席總設計師謝軍介紹,在北斗三號全球導航系統(tǒng)的論證研制工作之初,研究院就明確了研制要求,確定了建設獨立自主、開放兼容、技術先進、穩(wěn)定可靠的全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)的發(fā)展目標。相對于北斗二號區(qū)域系統(tǒng),北斗三號系統(tǒng)的服務區(qū)域將擴展至全球,系統(tǒng)實現(xiàn)了下行導航信號升級與改造等關鍵技術方面的突破,并在此基礎上增加了新的導航信號,為用戶提供更為優(yōu)質的服務。
建設高性能、高可靠的北斗全球衛(wèi)星導航系統(tǒng),是我國科技領域中長期發(fā)展規(guī)劃的16項重大專項之一,系統(tǒng)建設既是對北斗區(qū)域系統(tǒng)的完善與升級,更是聚焦世界一流衛(wèi)星導航系統(tǒng)的攀登與跨越。系統(tǒng)建成后性能與GPS相當,將使我國衛(wèi)星導航系統(tǒng)達到國際先進水平。
回顧北斗三號首發(fā)兩顆衛(wèi)星的研制歷程,研究院作為總體單位,匯聚各方力量,把車間當成戰(zhàn)場,把攻關當成戰(zhàn)斗,攻克了北斗衛(wèi)星研制的各種難關,北斗全球系統(tǒng)揭幕戰(zhàn)首戰(zhàn)大捷!
北斗三號衛(wèi)星試驗隊簽字承諾
隨著全球系統(tǒng)的建設,陸續(xù)發(fā)射的北斗衛(wèi)星將在地球上空,架設一張覆蓋全球的空天網(wǎng)絡“經(jīng)天緯地”,服務全球。為了解決境外衛(wèi)星的數(shù)據(jù)傳輸通道,研究院北斗三號研制人員攻克了星座星間鏈路技術,采取星間、星地傳輸功能一體化設計,實現(xiàn)了衛(wèi)星與衛(wèi)星、衛(wèi)星與地面站的鏈路互通,這就是說,雖然“看不見”在地球另一面的北斗衛(wèi)星,但用北斗衛(wèi)星的星間鏈路同樣能與它們?nèi)〉寐?lián)系。
用星間鏈路技術實現(xiàn)太空“兄弟”間手拉手、心相通,不僅實現(xiàn)了相互間的通信和數(shù)據(jù)傳輸,還能相互測距,自動“保持隊形”,可以減輕地面管理維護壓力。星間鏈路技術的應用中,設計了全新的網(wǎng)絡協(xié)議、管理策略和路由策略,解決了衛(wèi)星境外監(jiān)測的難題,是北斗全球導航系統(tǒng)建設的一大特色。
據(jù)研究院北斗三號衛(wèi)星總設計師王平介紹,星載原子鐘是確保導航定位精度的關鍵設備。為了提高服務的精度,北斗三號配置了新一代原子鐘,通過提升原子鐘指標,提升衛(wèi)星性能、改善用戶體驗,頻率穩(wěn)定度較北斗二號區(qū)域導航系統(tǒng)提高了10倍,達到世界先進水平。銣鐘的技術進步,直接推動了我國新建設的全球導航系統(tǒng)定位精度由之前區(qū)域系統(tǒng)的10米跨越到后續(xù)全球系統(tǒng)米級分辨率,測速和授時精度同步提高一個量級。
我國北斗衛(wèi)星采用銣原子鐘,同時還配置了性能更高的新研國產(chǎn)氫原子鐘。氫原子鐘雖然質量和功耗比銣原子鐘大,但穩(wěn)定性和漂移率等指標更優(yōu)。相對于銣原子鐘,我國起步更晚,2015年我國研制的氫原子鐘首次在軌應用驗證,為北斗全球導航系統(tǒng)進行了技術探索,至今功能、性能十分穩(wěn)定。星載氫原子鐘的在軌應用,對于實現(xiàn)北斗導航定位“分秒不差”,將發(fā)揮重要作用。
當今世界四大衛(wèi)星導航系統(tǒng)爭奇斗艷,異彩紛呈。在加速北斗系統(tǒng)建設的同時,有一個問題是無法回避的,這就是該如何看待北斗和其它衛(wèi)星導航系統(tǒng)的關系呢?對此,我國在啟動北斗導航系統(tǒng)建設之初就給予了回答,這就是我們一直在堅持和實踐的 “中國的北斗,世界的北斗”理念。我們始終堅持北斗是服務全球、造福人類的,北斗要與其它衛(wèi)星導航系統(tǒng)相互兼容,共同發(fā)展,這是我國發(fā)展北斗系統(tǒng)的一項原則。在這一原則指導下,北斗衛(wèi)星在設計建造之初,就考慮到對其它系統(tǒng)的兼容性。通過北斗兼容互操作技術,為用戶端能在終端上接收多個信號提供了基礎,這就給用戶提供多種選擇。北斗導航系統(tǒng)兼容、互操作的便利性將保證全球用戶利益的最大化。
加強與其它衛(wèi)星導航系統(tǒng)間的溝通,推動衛(wèi)星導航技術的兼容性應用,是發(fā)展衛(wèi)星導航系統(tǒng)的重要課題。GPS、北斗、格洛納斯、伽利略等系統(tǒng)建成以后,導航衛(wèi)星將達到100顆以上,這也就意味著全球用戶可以接收到更多的可用衛(wèi)星信號,實現(xiàn)各大系統(tǒng)兼容,將對全球用戶產(chǎn)生極大的好處。