北斗第三步 当惊世界殊 ——揭秘北斗三号全球组网卫星
新华社记者 胡喆 白国龙 余晓洁
11月5日,举世瞩目、国人期盼的北斗三号卫星开启全球组网序幕,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。
北斗三号将怎样实现从国内到区域再到全球卫星导航的“三级跳”?技术层面领先在哪?又会带给国人和世界怎样的惊喜?
国内、区域、全世界:北斗导航实现历史性“三级跳”
“司南之杓,投之于地,其柢指南。”作为世界上三大卫星导航系统之一,遨游在地球轨道上的北斗卫星导航系统,从北斗一号服务国内到北斗二号提供区域服务,再到北斗三号全球组网,源源不断地为广大用户提供精准优质的服务。
自2012年12月27日,北斗区域导航系统正式提供区域服务以来,北斗系统受到了越来越多国家的关注。
2017年1月,北斗二号卫星工程获得国家科学技术进步奖特等奖。航天科技集团北斗二号工程卫星系统总师杨慧表示,北斗二号卫星工程历时8年研制建设,摆脱了对国外卫星导航系统的依赖,实现了历史性的“三级跳”。
“中国的北斗,世界的北斗。”正在从蓝图变成现实。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,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渡,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。
据悉,建设高性能、高可靠的北斗全球卫星导航系统,是我国科技领域中长期发展规划的16项国家科技重大专项之一,将使我国卫星导航系统达到国际先进水平。
高精度、高可靠、高保险:北斗三号技术突破看点多
——高精度。在北斗二号性能的基础上,北斗三号在设计之初,就把目标放在尚未发射的第三代GPS导航卫星以及欧洲伽利略导航系统的设计指标上。
北斗三号全球导航系统的定位精度将大幅提升,达到2.5米至5米水平,建成后的北斗全球导航系统将为民用用户免费提供约10米精度的定位服务、0.2米/秒的测速服务,并且将为付费用户提供更高精度等级的服务,卫星设计寿命达10年以上。随着北斗地基增强系统提供初始服务,可提供米级、亚米级、分米级,甚至厘米级的服务。届时,中国北斗的精度将与美国GPS相媲美。
——高可靠。北斗是一个系统工程,用户每一次享受到北斗系统的服务,都必须保证有至少4颗卫星提供服务;北斗又是一个全球覆盖的系统,至少需要有20余颗卫星同时提供稳定服务,这一特点决定北斗系统对质量可靠性要求比单星更高,对产品可靠性的要求更苛刻。北斗还是一个固有属性要求必须连续运行的系统,信号不能中断,系统必须连续、稳定、完好、可靠。
——高保险。据航天科技集团五院北斗三号卫星总设计师王平介绍,北斗卫星全球导航系统作为一个大型系统工程,采用多重可靠性“加固”措施,可最大限度地增强系统的保险系数。
——多功能。中国北斗除具有短报文等特色功能外,还可以将用户的位置信息发送出去,让其他人可以知道用户的情况,较好地解决了何人、何事、何地的问题。把短信和导航结合起来,是北斗卫星导航系统的一大特色,一个终端,就可以导航、通信兼备。
远在天边?近在眼前!北斗服务无处不在
ofo小黄车与北斗导航共同推出北斗智能锁;小蓝单车利用北斗地基增强系统实现了米级定位……为了更精准地报告“我在哪里”,共享单车都陆续接入了北斗高精度时空定位服务。
共享单车只是北斗近在眼前、服务民生的应用之一。从抢险救灾到精准农业,从渔业播报到智慧房管……近年来,北斗卫星导航各类高精度位置服务产品以“北斗+互联网+其他行业”的新模式,广泛应用到国计民生方方面面。
不久前发布的《中国卫星导航与位置服务产业发展白皮书(2016年度)》显示,北斗对产业核心产值的贡献率达到70%,我国卫星导航与位置服务产业前景广阔。
在海南文昌清澜港,北斗导航终端是渔民们出海的标配:出海作业能实时监控,渔船出险可随时报警,在海上能收听天气预报和预警通知,北斗已成了渔民口中的“千里眼”“顺风耳”“护身符”……
中国卫星导航定位协会会长于贤成表示,北斗技术已跳出单一导航技术的范畴。在城市燃气、城镇供热、电力电网、供水排水等多种行业的迫切需求下,国家北斗精准服务网已为全国超过400座城市的各种行业应用提供北斗精准服务,有效推动智慧城市基础设施的优化和完善。
25次北斗卫星发射任务全部成功创纪录
新华社西昌11月6日电(李国利 王玉磊)北斗三号全球组网首发星5日晚在西昌卫星发射中心发射升空。至此,我国所有的北斗卫星均从这里飞向太空,成功率达到100%,为顺利推进我国北斗工程建设打下了坚实基础。
2000年10月31日,我国首颗北斗导航试验卫星在西昌卫星发射中心发射成功。中心人力资源部主任林玉南说:“从那时起的17年间,中心先后执行了25次北斗发射任务,顺利将包括4颗试验卫星在内的29颗北斗卫星送入太空,成功率达到100%。”
组建于1970年12月的西昌卫星发射中心,主要承担地球同步轨道卫星等航天发射任务,是我国发射卫星最多、发射轨道最高的航天发射场。自1984年执行第一次发射任务以来,先后将100余颗国内外航天器送入太空,创造了成功发射我国第一颗试验通信卫星等中国航天史上10多个“第一”。
为提高发射成功率,这个中心从2004年开始构建质量管理体系,于2006年9月成为我国第一家通过ISO9001体系认证审核的航天发射场。
2007年4月,北斗二号首颗卫星发射。当时,中心面临着首次使用新建三号发射工位、首次使用远控模式、首次发射中圆轨道卫星等多项挑战。为此,中心科技人员深入分析形势,共识别风险因素62个,制定措施136条,确保了任务实施全过程受控,最终成功将卫星送入预定轨道。
根据计划,2018年年底前后将发射18颗北斗三号卫星,覆盖“一带一路”沿线国家;到2020年左右,完成30多颗组网卫星发射,实现全球服务能力。
“这意味着,西昌卫星发射中心将在未来几年内,进入一个高密度的北斗卫星发射时期。”中心宣传处处长张晓霞说,他们将严格按程序、按计划、按流程,扎实做好各项工作准备,确保每一次任务都能成功完成。
截至目前,这个中心的发射次数在我国四大发射场中已率先破百,创造了1997年以来81战连战全胜的世界航天奇迹。
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