昨天9时43分,由中国航天科技集团有限公司五院抓总研制的第55颗北斗导航卫星在西昌卫星发射中心成功发射。这是北斗三号全球卫星导航系统第三颗地球同步轨道卫星,随着该卫星在北斗三号全球组网“大棋局”的落子定盘,北斗三号30颗组网卫星已全部到位,北斗三号全球卫星导航系统星座部署全面完成。
发射星座部署全面完成
北斗三号全球卫星导航系统由MEO卫星(地球中圆轨道卫星)、IGSO卫星(倾斜地球同步轨道卫星)和GEO卫星(地球静止轨道卫星)三种不同轨道的卫星组成,包括24颗MEO卫星、3颗IGSO卫星和3颗GEO卫星。其中,GEO卫星安静地驻守在地球上方36000公里的太空,担负着重要的使命——— 为北斗导航系统的技术指标提升提供增强服务,它们也被大家亲切地称为“吉星”。这次成功发射的是“吉星”家族中的老三,大家也亲切地称呼它为“嚞(音同哲)星”。
五院相关负责人介绍,作为北斗家族中的“大个子”,吉星家族具有宽大的体型和强壮的体魄,吉星采用的卫星平台是我国现役规模较大的卫星平台,强大的承载能力让“嚞星”和两位“哥哥”一样,具备无线电导航、无线电测定、星基增强、精密单点定位、功率增强、站间时间同步和定位六大本领,可为我国及周边地区用户提供导航及增强服务。
同时,吉星家族沿袭了北斗系统最鲜明的特色,有源定位和短报文通信,这是中国北斗系统的创举。有源定位,即利用无线电测定技术,通过两颗GEO导航卫星联手,不仅能回答用户“我在哪”,还能告诉关注着用户行踪的相关单位“用户在哪”,因此在搜救、渔业等领域被广泛使用,是保障民生安全的“千里眼”;北斗三号的短报文通信也作用巨大,在GEO卫星的助力下,北斗三号系统的信息发送能力从一次120汉字提升到一次1200个汉字,突发情况时无需字斟句酌,足以将情节一次性说清楚,还可发送图片等信息,应用场景更为丰富。此外,北斗三号的服务能力较北斗二号拓展了10倍,在通信、电力、金融、测绘交通、渔业、农业、林业等领域,更多的人可以享受到北斗导航系统的普惠服务。
值得注意的是,在疫情的考验下,五院卫星试验队经历了一段特殊的发射场历程。他们顶住压力,拼尽全力冲刺全球组网收官战。今年4月2日,“嚞星”试验队就出征发射场,近两个半月的发射场经历,在历次发射场任务中是连续在场时间最长的一次。在发射场,试验队主动加码,严上加严、细上加细,一遍遍进行数据判读和核查,确保卫星不留一丝隐患上天。
解读关键元器件百分百国产
记者了解到,“嚞星”作为北斗全球导航系统的最后一颗“收官之星”,在国产化方面也是集大成之作。拥有了自主知识产权和核心技术,北斗导航卫星单机和关键元器件国产化率达到100%。
中国航天科技集团公司五院北斗三号工程副总设计师、卫星首席总设计师谢军说,北斗一号解决了卫星最基本的问题,诸如供配电的太阳帆板,是为卫星提供由光转为电的部件,以及控制系统的转动机构,这些核心产品的国产化,让北斗卫星的身体有了一副中国体格;北斗二号打破了国外的技术封锁,攻克了以导航卫星总体技术、高精度星载原子钟等为代表的多项关键技术,让卫星导航系统“心脏”跳动出中国心率;北斗三号更是一马当先,开始了从并跑到领跑的征程。五院卫星团队在谢军、迟军、王平、陈忠贵等专家的带领下,率先提出国际上首个高中轨道星间链路混合型新体制,形成了具有自主知识产权的星间链路网络协议、自主定轨、时间同步等系统方案,填补了国内空白;建立了器部件国产化从研制、验证到应用一体化体系,彻底打破了核心器部件长期依赖进口、受制于人的局面。
亮点北斗三号三大亮点
星座星间链路技术实现联通无极限:由于我国北斗系统不能像美国GPS那样,在全球建立地面站,为了解决境外卫星的数据传输通道,航天科技集团五院北斗三号研制团队攻克了星座星间链路技术,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。
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、连续性提出了苛刻的设计要求。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“神器”让服务“零误差”: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。原子钟是利用原子跃迁频率稳定的特性保证产生时间的精准性,目前国际上主要有铷原子钟、氢原子钟、铯原子钟等。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。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”,发挥着重要作用。
回放中国北斗传奇之路
■1994年北斗一号系统工程立项。
■2003年北斗一号系统建成,我国成为继美、俄之后第三个拥有自主卫星导航系统的国家。
■2004年北斗二号卫星工程立项。
■2012年成功建成国际上首个混合星座区域卫星导航系统,北斗卫星导航系统正式提供区域服务,北斗系统成为国际卫星导航系统四大服务商之一。
■2009年12月北斗三号立项。
■2018年12月27日,北斗三号基本系统正式向“一带一路”及全球提供基本导航服务,中国北斗距离全球组网的目标迈出了实质性的一步。
■2019年12月底,全球系统核心星座部署完成,对北斗导航系统全球组网的顺利完成具有里程碑式重要意义。
■2020年6月23日,第55颗北斗导航卫星成功发射,北斗三号全球卫星导航系统星座部署全面完成。
■未来计划2035年,以北斗系统为核心,建设完善更加泛在、更加融合、更加智能的国家综合定位导航授时体系。
综合《北京晚报》
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