6月25日凌晨,第四十六顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星成功發(fā)射。作為北斗三號第二顆傾斜地球同步軌道衛(wèi)星,它將“落子”高軌道棋盤上,以更廣的區(qū)域、更高的精度,顯著增強北斗三號整體技術(shù)指標(biāo)。截至目前,中國空間技術(shù)研究院(以下簡稱研究院)已研制發(fā)射272顆航天器。
運籌九方星位,部署天疆棋局。中國北斗——我國自主創(chuàng)新的一張響亮名片——正以領(lǐng)先全球的速度部署全球?qū)Ш酱笃寰?。在美國GPS、俄羅斯格洛納斯、歐洲伽利略等紛紛以單一軌道衛(wèi)星部署星座的背景下,北斗獨樹一幟,采用三種軌道衛(wèi)星組成混合導(dǎo)航星座,為國際衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)體系貢獻了中國智慧和中國方案。北斗“棋盤”究竟有哪些奧妙?
三類“棋子”均不凡
目前,北斗三號已成功發(fā)射了21顆衛(wèi)星,包括18顆MEO衛(wèi)星(中圓軌道衛(wèi)星,因小巧靈活被網(wǎng)友親切地稱為“萌星”)、1顆GEO衛(wèi)星(地球靜止軌道衛(wèi)星,被研究院北斗人稱為“吉星”)和2顆IGSO衛(wèi)星(傾斜地球同步軌道衛(wèi)星,被北斗人稱為“愛星”),此次發(fā)射的第四十六顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星是北斗三號的第二顆“愛星”。
正如棋子落在縱橫交錯的棋盤上,這三類衛(wèi)星在不同的軌道上堅守著崗位。萌星是全球組網(wǎng)的主力,不辭辛勞地繞著地球滿場跑著,讓自己的星下點軌跡不停地畫著波浪線,以求覆蓋到全球更廣闊的區(qū)域;吉星則始終隨著地球自轉(zhuǎn)而動,以便時刻聚焦祖國;愛星則像辛勤的蜜蜂一樣,讓自己的星下點軌跡始終聚焦亞太地區(qū)跳8字舞。
這三類戰(zhàn)功赫赫的棋子,并非在北斗三號系統(tǒng)中首次聯(lián)手,他們在北斗二號系統(tǒng)中就聯(lián)袂展示了“中國功夫”,只不過各自的崗位職責(zé)發(fā)生了變化。
立足國情巧設(shè)計
不難看出,承擔(dān)全球組網(wǎng)任務(wù),有萌星足矣,為何還要將愛星和吉星拉入戰(zhàn)隊?回答這個問題,要從北斗起步之初關(guān)于方向和路線的爭論談起。中國導(dǎo)航衛(wèi)星究竟走什么樣的道路?是一步跨到全球組網(wǎng),還是小步快跑、分階段跨越?在激烈的思想碰撞中,意見漸漸傾向于后者。
參與了技術(shù)路線討論的北斗一號衛(wèi)星總設(shè)計師范本堯院士說:“系統(tǒng)一下建那么大(全球組網(wǎng)),需要大量的時間和資金。當(dāng)時剛剛改革開放,用戶集中在國內(nèi)、周邊。因此,‘先區(qū)域、后全球’的技術(shù)途徑很正確,符合中國國情,具有中國特色?!?/span>
“中國-亞太-全球”,三步走的路線決定了北斗的格局。在前兩步里,北斗需要鎖定中國和亞太地區(qū)提供服務(wù),吉星和愛星顯然更有優(yōu)勢,而萌星則不太經(jīng)濟實惠,況且當(dāng)時萌星上的很多關(guān)鍵技術(shù)尚未突破。但也不能完全放棄萌星,必須通過實戰(zhàn)驗證技術(shù),因為畢竟最終一步仍要邁向全球。
為此,研究院北斗人首次建成了 GEO/IGSO/MEO 混合星座,以最少的衛(wèi)星數(shù)量建設(shè)了集基本導(dǎo)航、位置報告等多種業(yè)務(wù)于一體的北斗二號區(qū)域衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),成為世界上區(qū)域衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)的典范。
這種技術(shù)體制可以高效構(gòu)建區(qū)域系統(tǒng),兼顧拓展全球系統(tǒng)。在北斗二號系統(tǒng)的建設(shè)中,通過4顆萌星發(fā)射并在軌運行,逐步攻克了一系列瓶頸問題。因此,當(dāng)北斗開啟全球組網(wǎng)征程后,躍升為主力的萌星得以大顯神威。
此時吉星和愛星就可以退出歷史舞臺了嗎?當(dāng)然不!北斗星座是一個團隊,最講求優(yōu)勢互補、整體最優(yōu)。北斗人充分考量了吉星和愛星的優(yōu)勢,為他們設(shè)計了數(shù)量不多、作用卻很關(guān)鍵的崗位。他們不僅承擔(dān)著配合萌星、顯著增強北斗三號整體技術(shù)指標(biāo)的“助攻”職責(zé),還攜帶了很多“神器”,為未來的北斗之路進行拓展和驗證。
妙移星位補銀河!不盲目求成、不陷于困境,這充滿了中華民族實踐智慧和務(wù)實精神的北斗路線與星座方案設(shè)計,為國之重器奠定了最堅實的根基。
獨特棋盤顯功底
充滿智慧的方案設(shè)計,若落實不到行動中,終是一紙藍圖。從設(shè)計走向建成,最考驗技術(shù)實力和鍥而不舍的精神。研究院北斗人自1994年北斗一號立項之時,便踏上了漫漫北斗路。
作為國際上首個混合星座區(qū)域?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng),北斗二號衛(wèi)星系統(tǒng)實現(xiàn)了眾多技術(shù)跨越:
★ 突破了混合導(dǎo)航星座設(shè)計、高穩(wěn)定性信號播發(fā)通道、有源和無源定位一體化、星載原子鐘高精度高穩(wěn)定熱控等眾多關(guān)鍵技術(shù);
★ 首次實現(xiàn)導(dǎo)航定位、短報文通信、差分增強三種服務(wù)融為一體。
邁入第三步,在建設(shè)世界一流的北斗全球系統(tǒng)的過程中,研究院實現(xiàn)了我國導(dǎo)航衛(wèi)星能力的提升和跨越:
★ 我國首個全桁架式衛(wèi)星平臺,承載效率等指標(biāo)達國際一流水平;
★ 首次實現(xiàn)獨具特色的新型導(dǎo)航信號播發(fā),極大提升了用戶抗干擾能力和測距精度;
★ 突破多軌道混合星座星間鏈路技術(shù),實現(xiàn)導(dǎo)航星座“一站式管理”;
★ 突破衛(wèi)星自主健康管理技術(shù),衛(wèi)星信號非計劃中斷次數(shù)達到國際先進導(dǎo)航衛(wèi)星服務(wù)水平等。
一環(huán)連著一環(huán)擰,一項接著一項破。隨著清單上的瓶頸問題被逐項劃上對勾,北斗將核心技術(shù)牢牢掌握在自己手中,沖出亞洲,走向世界。
在北斗長征路上,研究院從摸爬滾打中首創(chuàng)了航天項目群管理模式,形成了一套新體系探索、關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)、成果轉(zhuǎn)化、人才培養(yǎng)的良性機制和完備的科研配套設(shè)施,有力支撐了北斗衛(wèi)星組批生產(chǎn)和密集發(fā)射,創(chuàng)造了星座組網(wǎng)的“中國速度”。
根據(jù)習(xí)近平總書記提出的“建設(shè)完善更加泛在、更加融合、更加智能的綜合時空體系”的指示,研究院瞄準(zhǔn)未來先進技術(shù),系統(tǒng)規(guī)劃了性能先進、功能全面、安全可靠的下一代導(dǎo)航衛(wèi)星技術(shù)體系,提出了基于北斗衛(wèi)星的國家綜合定位導(dǎo)航授時體系技術(shù)發(fā)展策略,并將發(fā)揚“自主創(chuàng)新、團結(jié)協(xié)作、攻堅克難、追求卓越”的北斗精神,為我國導(dǎo)航衛(wèi)星領(lǐng)域航天強國建設(shè)接續(xù)奮斗。
星馳萬里。那閃耀的星座由中國創(chuàng)造,并將服務(wù)于全世界。