商机在线(北京)网络技术有限公司
專注物(wù)聯網技術在法治領域應用

全國服務熱線

400-659-2288

行業資訊

北(běi)鬥三号收官衛星成功發射,将爲全球提供定位導航授時等服務

  6月23日9時43分(fēn),我(wǒ)國在西昌衛星發射中(zhōng)心用長征三号乙運載火(huǒ)箭,成功發射北(běi)鬥系統第五十五顆導航衛星,暨北(běi)鬥三号最後一(yī)顆全球組網衛星,至此北(běi)鬥三号全球衛星導航系統星座部署比原計劃提前半年全面完成。

  
  從1994年啓動北(běi)鬥一(yī)号工(gōng)程建設後,26年時間,中(zhōng)國衛星導航系統建設實現飛速跨越,我(wǒ)國陸陸續續打了近60顆北(běi)鬥衛星,北(běi)鬥三号後期100%國産化。
  
  此次發射的衛星是一(yī)顆地球靜止軌道(GEO)衛星,也是北(běi)鬥全球衛星導航系統星座部署的收官衛星。北(běi)鬥三号系統繼承了有源定位和無源定位兩種技術體制,通過“星間鏈路”,即衛星與衛星之間連接“對話”,解決了全球組網需要全球布站的問題。
  
  北(běi)鬥三号在北(běi)鬥二号的基礎上進一(yī)步提升性能、擴展功能,爲全球用戶提供定位導航授時、全球短報文通信和國際搜救等服務,同時在中(zhōng)國及周邊地區提供星基增強、地基增強、精密單點定位和區域短報文通信服務。
  
  “北(běi)鬥系統的建成,不光是航天強國的标志(zhì),是中(zhōng)國第一(yī)次爲全世界提供公共服務的産品,關鍵我(wǒ)們還是免費的。”中(zhōng)國衛星導航系統管理辦公室主任冉承其表示。
  
  北(běi)鬥三步走:4+20+35
  
  北(běi)鬥系統建設“三步走”是結合我(wǒ)國在不同階段技術、經濟發展實際提出的發展路線。
  
  第一(yī)步即建設北(běi)鬥一(yī)号系統,實現衛星導航從無到有。1994年,北(běi)鬥一(yī)号系統建設正式啓動。2000年,我(wǒ)國發射2顆地球靜止軌道(GEO)衛星,北(běi)鬥一(yī)号系統建成并投入使用。
  
  2003年,我(wǒ)國發射第三顆地球靜止軌道衛星,進一(yī)步增強系統性能。2007年,我(wǒ)國又(yòu)發射1顆接續衛星。這4顆北(běi)鬥一(yī)号衛星被稱爲北(běi)鬥導航試驗衛星。
  
  目前北(běi)鬥一(yī)号衛星已全部退役,但北(běi)鬥一(yī)号系統當初建成是邁出了探索性的第一(yī)步,初步滿足了中(zhōng)國及周邊區域的定位、導航、授時需求,使中(zhōng)國衛星導航系統實現了從無到有的跨越,中(zhōng)國成爲繼美國、俄羅斯之後第三個擁有衛星導航系統的國家。
  
  當時衛星采用的是有源定位體制,用戶要發射信号,系統才能對其定位,這個過程要依賴衛星轉發器,所以有時間延遲,且容量有限,滿足不了高動态的需求。不過,北(běi)鬥一(yī)号巧妙設計了雙向短報文通信功能,這種通信與導航一(yī)體化的設計是北(běi)鬥的獨創。
  
  北(běi)鬥系統建設的步伐也并未就此停止。2004年,我(wǒ)國開啓北(běi)鬥系統建設第二步。2007年4月14日,“北(běi)鬥二号”系統的第一(yī)顆衛星成功發射,此後衛星向下(xià)發送信号,中(zhōng)國正式啓用了申報的頻率資源,也正式拉開北(běi)鬥系統建設帷幕。
  
  北(běi)鬥二号系統創新性地構建了中(zhōng)高軌混合星座架構,最終一(yī)共打了20顆衛星。其中(zhōng)3顆衛星已退役,2顆衛星爲備份。
  
  北(běi)鬥二号系統的建成不僅服務中(zhōng)國,還可爲亞太地區用戶提供定位、測速、授時和短報文通信服務。它在兼容北(běi)鬥一(yī)号有源定位體制的基礎上,還增加了無源定位體制。用戶不用自己發射信号,僅靠接收信号就能定位,解決了用戶容量限制,滿足了高動态需求。
  
  2009年,第三步北(běi)鬥三号系統啓動建設,北(běi)鬥三号系統要架設“星間鏈路”,實現全球組網。按照目前工(gōng)程要求,到2020年,北(běi)鬥三号計劃發射30顆衛星,全面建成北(běi)鬥三号系統。
  
  這30顆衛星中(zhōng),有3顆地球靜止軌道(GEO)衛星、3顆傾斜地球同步軌道(IGSO)衛星和24顆中(zhōng)圓地球軌道(MEO)衛星。随着各路衛星上天,此前29顆衛星已進入軌道,完成在軌測試、在軌聯調。
  
  不過,北(běi)鬥三号總共發射的衛星數量是35顆,因爲在正式開展星座組網之前,北(běi)鬥三号還發射了5顆試驗衛星進行技術驗證。
  
  目前,北(běi)鬥全球衛星導航系統服務由北(běi)鬥二号系統和北(běi)鬥三号系統共同提供,2020年後将平穩過渡到以北(běi)鬥三号系統爲主,計劃到2035年以北(běi)鬥系統爲核心,建設更泛在、融合、智能的國家綜合定位導航授時體系。
  
  國産原子鍾300萬年差一(yī)秒,北(běi)鬥三号後期100%國産化
  
  中(zhōng)國航天科技集團五院北(běi)鬥三号工(gōng)程副總設計師、北(běi)鬥三号衛星首席總設計師謝軍曾将衛星導航系統比喻成“太空中(zhōng)的燈塔”。
  
  “一(yī)個這麽高精度的太空燈塔,你怎麽建立起來?位置誰來給測準?測準之後位置怎麽保證是穩定的,這些方面都是很難的。”
  
  北(běi)鬥系統建設發展曆程困難重重,國外(wài)的技術封鎖成爲當時制約北(běi)鬥衛星導航系統工(gōng)程建設的最大(dà)瓶頸。
  
  計時裝置原子鍾是導航衛星的“心髒”。北(běi)鬥二号研制初期,我(wǒ)國本打算從國外(wài)引進核心器部件原子鍾,但由于外(wài)方原因,最終沒能實現合作。
  
  “在那個時候,我(wǒ)們的北(běi)鬥二号工(gōng)程已經全面啓動了,沒有核心的東西,我(wǒ)們的系統,我(wǒ)們整個的研制工(gōng)程就要受阻。”北(běi)鬥衛星導航系統工(gōng)程總設計師楊長風表示,在當時的情況下(xià),北(běi)鬥人堅定一(yī)種信念,“一(yī)定要拿出自己的原子鍾來。”
  
  兩年時間,北(běi)鬥團隊攻克了原子鍾這一(yī)最大(dà)技術瓶頸。星載原子鍾的精度指标是幾乎10萬年才差一(yī)秒,讓人驚歎的是,如今北(běi)鬥系統星載原子鍾的精度已經提升到每300萬年差一(yī)秒。
  
  如今北(běi)鬥系統采用新型氫原子鍾、甚高精度星載铷鍾以及原子鍾的無縫切換技術,這項突破讓導航系統的時頻精度提高了一(yī)個數量級,性能完全滿足我(wǒ)國北(běi)鬥系統定位精度要求和衛星使用壽命。
  
  北(běi)鬥三号衛星的使用期限由原來的8年,提升至10-12年,衛星壽命延長可減少備份衛星數量,保證長期穩定爲用戶提供服務。
  
  衛星導航系統是涉及國家安全、經濟社會發展的重要空間基礎設施,是基礎設施中(zhōng)的支撐和基礎。
  
  謝軍表示,中(zhōng)國有能力也應該實現衛星導航系統及其核心部件自主可控國産化的目标。“北(běi)鬥三号後期的所有衛星上應該說100%的産品都是國産化的。”
  
 首次爲全球提供公共服務産品,我(wǒ)們是免費的
  
  “北(běi)鬥系統的建成,不光是航天強國的标志(zhì),是中(zhōng)國第一(yī)次爲全世界提供公共服務的産品,關鍵我(wǒ)們還是免費的。”中(zhōng)國衛星導航系統管理辦公室主任冉承其說。
  
  北(běi)鬥衛星導航系統提供的信号無時無處不在,其定位、導航、授時、全球短報文通信等功能在災害救援、智慧農耕、資源調查等場景中(zhōng)得到廣泛應用,還能測珠峰高度。
  
  漁業北(běi)鬥最早應用領域之一(yī)。海上通信手段匮乏、信息接收困難,如果漁船安裝北(běi)鬥終端,就可以及時接收到漁政管理部門下(xià)發的台風、雷雨大(dà)風、海上大(dà)霧等災害性天氣預警信息。
  
  如果身處中(zhōng)國及周邊地區,使用短報文一(yī)次還可發送1000個漢字。漁民可與周邊漁船聯絡,遇險時實現及時自救和互救。
  
  在冬小(xiǎo)麥收割季,無人駕駛小(xiǎo)麥收割機借助北(běi)鬥高精度定位,加入傳感器和控制器,可實現收割規範準确。
  
  在作業前設定好作業距離、耕作面積等參數後,北(běi)鬥無人自動駕駛輔助系統可引導農機進入自動作業模式,行距誤差小(xiǎo),有助于提高土地使用率、減少機手作業強度、提高作業效率,确保農田作業的标準化、精準化。
  
  今年5月,北(běi)鬥系統還在珠峰高程測量項目中(zhōng)首次亮相。2020珠峰高程測量登山隊5月27日成功登頂世界第一(yī)高峰珠穆朗瑪峰。
  
  在峰頂,GNSS(全球導航衛星系統)接收機能通過衛星獲取平面位置、峰頂雪面大(dà)地高等信息,而大(dà)地高與海拔之間有一(yī)定換算關系。
  
  2005年時,GNSS衛星測量主要依賴美國GPS系統。今年中(zhōng)國同時參考美國GPS、歐洲伽利略、俄羅斯格洛納斯和中(zhōng)國北(běi)鬥這四大(dà)全球導航衛星系統,并以北(běi)鬥數據爲主。
  
  登頂測量時,頂峰的GNSS接收機依托北(běi)鬥系統和珠峰地區以及外(wài)圍的GNSS監測網聯機同步觀測,同時還可監測相關地區的地殼運動。
  
  今年全國兩會期間,楊長風表示,目前世界上已有半數以上國家使用上我(wǒ)們的北(běi)鬥,“今年我(wǒ)們的全球系統建成以後,無論你在世界的任何角落,我(wǒ)們的北(běi)鬥都會向你提供滿意的服務。”
  
  來源:澎湃新聞
400-659-2288