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“北斗”服務全球邁出關鍵一步

我國完成北斗三號全球組網基本系統星座部署——

“北斗”服務全球邁出關鍵一步

11月19日凌晨,我國在西昌衛星發射中心以“一箭雙星”方式成功發射第四十二、四十三顆北斗導航衛星,這兩顆衛星是我國北斗三號系統第十八、十九顆組網衛星。至此,我國北斗三號全球組網基本系統空間星座部署任務圓滿完成。后續,將開展系統聯調和性能指標評估,計劃年底前開通運行,并向“一帶一路”國家和地區提供基本導航服務。這標志著中國北斗從區域走向全球邁出了“關鍵一步”。

性能更優 服務拓展

2009年,北斗三號工程正式啟動實施。2017年11月,我國在西昌衛星發射中心執行了首次北斗三號組網衛星發射任務,2018年3月底,圓滿完成由8顆北斗導航衛星組成的最簡系統星座部署,此次發射北斗三號第十八、十九顆衛星后組成的基本系統即將開通運行。

據北斗衛星導航系統總設計師楊長風介紹,北斗三號不僅覆蓋范圍提升至全球,在技術體制上也實現性能提升和服務擴展,定位精度提升至2.5米至5米,較北斗二號提升1至2倍。在北斗二號向北斗三號過渡過程中,能夠確保老用戶無感知、新用戶提性能,最終實現技術的新老更替。

設計之初,北斗三號就把服務精度設計目標設定在尚未發射的第三代GPS導航衛星及伽利略導航系統設計指標之上。為此,中國航天科技集團五院率先提出國際上首個高中軌道星間鏈路混合型新體制,形成了具有自主知識產權的星間鏈路網絡協議、自主定軌、時間同步等系統方案,解決了全球布站、衛星境外監測的難題。此外,該院還采用了更為可靠的載荷重構技術,衛星設計壽命由8年提升到10年至12年,在軌運行工作可靠性大幅提升。

據航天五院西安分院空間數據傳輸與處理研究所所長張建華介紹,此次發射的北斗三號第十八、十九顆衛星還首次配置了星間激光載荷,將開展空間激光通信與測距試驗。目前,大多數衛星的通信載體都是微波,而激光的信息傳輸量是微波的幾十倍甚至幾百倍,如果順利,北斗三號衛星之間的通信速率將大幅提高,安全性更好,測距精度也更高。這意味著,中國北斗的星間鏈路將從“普通公路”躍升到“超高速公路”時代,為空間激光新技術應用和發展貢獻中國力量。

北斗三號不僅性能更優,服務方面也進一步拓展。在進一步提高基本導航服務能力基礎上,北斗三號按照國際民航標準提供星基增強服務,還按照國際搜救衛星組織標準,提供國際搜索救援服務。

北斗三號所有部件全部國產化

作為國之重器,北斗三號在技術上做到了自主可控。“在北斗三號前期論證中,我們就明確提出元器件和器部件國產化自主可控的目標。”北斗三號工程副總設計師、衛星首席總設計師謝軍告訴經濟日報記者,目前北斗三號衛星上所有使用的部件全部實現了國產化,北斗三號系統某些關鍵指標已優于國際其他衛星導航系統,系統的連續性、穩定性和可用性都在持續提升。

在北斗衛星工程的牽引和培育下,國產化元器件眾多的生產廠家不斷提升技術能力和工藝水平,全面支撐了工程需求,形成了全國大協作的良好局面。“北斗基礎產品已實現歷史性跨越,國產北斗芯片實現規模化應用,總體性能達到甚至優于國際同類產品。”航天五院北斗三號總設計師陳忠貴說。

國產化作為北斗系統工程的重要特點,對我國基礎工業有極大的推動和牽引作用。其中,北斗基礎產品已經實現歷史性跨越。國產北斗芯片實現規模化應用,工藝由0.35微米提升到28納米,最低單片價格僅6元,總體性能達到甚至優于國際同類產品。

《國家衛星導航產業中長期發展規劃》指出,到2020年,我國北斗衛星導航系統及其兼容產品在國民經濟重要行業和關鍵領域得到廣泛應用,在大眾消費市場逐步推廣普及,對國內衛星導航應用市場的貢獻率達到60%,重要應用領域達到80%以上。

據了解,目前北斗已在公安、交通、漁業、電力、林業、減災等行業得到廣泛應用,也服務于智慧城市建設和社會治理。全國4萬余艘漁船安裝了北斗。基于高精度服務,北斗已用于精細農業、危房監測、無人駕駛等領域。楊長風告訴記者,在應用與產業化方面,中國已經形成北斗完整產業鏈,北斗在國家安全和重點領域標配化使用,在大眾消費領域規模化應用,正在催生“北斗+”融合應用新模式。

造星本領更快、更強

自去年11月我國發射北斗三號首發雙星開始,一年19星,北斗三號系統用驚人的“中國速度”再次刷新了星座部署的紀錄。一年之內完成基本系統建設的奇跡,不是依靠“人海戰術”實現的。據了解,北斗三號在前方發射場的衛星試驗人員較北斗二號時期數量減少了近一半、全流程時間縮短了近三分之一。北京的在研情況也一樣,不論人員數量還是研制周期都大為縮減。

“我們注重以科學的管理加強衛星地面試驗驗證。”中國航天科技集團五院北斗三號衛星總指揮遲軍說。該院首次在北斗三號衛星測試中采用遠程測試方法,西昌北京實時聯動,充分發揮后方判讀專家的保障作用,從而提高了發射場測試效率,大幅減少了發射場人員數量。

據了解,19顆衛星在軌道上合理分布,從數學角度已經符合在全球任意位置同時看到4顆衛星的要求,但考慮遮擋等約束條件,真正實現全球組網至少需要24顆衛星。而我國將在2020年前后完成35顆北斗三號衛星的組網,為全球用戶提供服務,到那時,世界上任何一個地方都可以用上北斗提供的高精度、高可靠的導航、授時服務。

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