“北斗”服务全球迈出关键一步

我国完成北斗三号全球组网基本系统星座部署——

“北斗”服务全球迈出关键一步

11月19日凌晨,我国在西昌卫星发射中心以“一箭双星”方式成功发射第四十二、四十三颗北斗导航卫星,这两颗卫星是我国北斗三号系统第十八、十九颗组网卫星。至此,我国北斗三号全球组网基本系统空间星座部署任务圆满完成。后续,将开展系统联调和性能指标评估,计划年底前开通运行,并向“一带一路”国家和地区提供基本导航服务。这标志着中国北斗从区域走向全球迈出了“关键一步”。

性能更优 服务拓展

2009年,北斗三号工程正式启动实施。2017年11月,我国在西昌卫星发射中心执行了首次北斗三号组网卫星发射任务,2018年3月底,圆满完成由8颗北斗导航卫星组成的最简系统星座部署,此次发射北斗三号第十八、十九颗卫星后组成的基本系统即将开通运行。

据北斗卫星导航系统总设计师杨长风介绍,北斗三号不仅覆盖范围提升至全球,在技术体制上也实现性能提升和服务扩展,定位精度提升至2.5米至5米,较北斗二号提升1至2倍。在北斗二号向北斗三号过渡过程中,能够确保老用户无感知、新用户提性能,最终实现技术的新老更替。

设计之初,北斗三号就把服务精度设计目标设定在尚未发射的第三代GPS导航卫星及伽利略导航系统设计指标之上。为此,中国航天科技世界杯官网投注五院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,解决了全球布站、卫星境外监测的难题。此外,该院还采用了更为可靠的载荷重构技术,卫星设计寿命由8年提升到10年至12年,在轨运行工作可靠性大幅提升。

据航天五院西安分院空间数据传输与处理研究所所长张建华介绍,此次发射的北斗三号第十八、十九颗卫星还首次配置了星间激光载荷,将开展空间激光通信与测距试验。目前,大多数卫星的通信载体都是微波,而激光的信息传输量是微波的几十倍甚至几百倍,如果顺利,北斗三号卫星之间的通信速率将大幅提高,安全性更好,测距精度也更高。这意味着,中国北斗的星间链路将从“普通公路”跃升到“超高速公路”时代,为空间激光新技术应用和发展贡献中国力量。

北斗三号不仅性能更优,服务方面也进一步拓展。在进一步提高基本导航服务能力基础上,北斗三号按照国际民航标准提供星基增强服务,还按照国际搜救卫星组织标准,提供国际搜索救援服务。

北斗三号所有部件全部国产化

作为国之重器,北斗三号在技术上做到了自主可控。“在北斗三号前期论证中,我们就明确提出元器件和器部件国产化自主可控的目标。”北斗三号工程副总设计师、卫星首席总设计师谢军告诉经济日报记者,目前北斗三号卫星上所有使用的部件全部实现了国产化,北斗三号系统某些关键指标已优于国际其他卫星导航系统,系统的连续性、稳定性和可用性都在持续提升。

在北斗卫星工程的牵引和培育下,国产化元器件众多的生产厂家不断提升技术能力和工艺水平,全面支撑了工程需求,形成了全国大协作的良好局面。“北斗基础产品已实现历史性跨越,国产北斗芯片实现规模化应用,总体性能达到甚至优于国际同类产品。”航天五院北斗三号总设计师陈忠贵说。

国产化作为北斗系统工程的重要特点,对我国基础工业有极大的推动和牵引作用。其中,北斗基础产品已经实现历史性跨越。国产北斗芯片实现规模化应用,工艺由0.35微米提升到28纳米,最低单片价格仅6元,总体性能达到甚至优于国际同类产品。

《国家卫星导航产业中长期发展规划》指出,到2020年,我国北斗卫星导航系统及其兼容产品在国民经济重要行业和关键领域得到广泛应用,在大众消费市场逐步推广普及,对国内卫星导航应用市场的贡献率达到60%,重要应用领域达到80%以上。

据了解,目前北斗已在公安、交通、渔业、电力、林业、减灾等行业得到广泛应用,也服务于智慧城市建设和社会治理。全国4万余艘渔船安装了北斗。基于高精度服务,北斗已用于精细农业、危房监测、无人驾驶等领域。杨长风告诉记者,在应用与产业化方面,中国已经形成北斗完整产业链,北斗在国家安全和重点领域标配化使用,在大众消费领域规模化应用,正在催生“北斗+”融合应用新模式。

造星本领更快、更强

自去年11月我国发射北斗三号首发双星开始,一年19星,北斗三号系统用惊人的“中国速度”再次刷新了星座部署的纪录。一年之内完成基本系统建设的奇迹,不是依靠“人海战术”实现的。据了解,北斗三号在前方发射场的卫星试验人员较北斗二号时期数量减少了近一半、全流程时间缩短了近三分之一。北京的在研情况也一样,不论人员数量还是研制周期都大为缩减。

“我们注重以科学的管理加强卫星地面试验验证。”中国航天科技世界杯官网投注五院北斗三号卫星总指挥迟军说。该院首次在北斗三号卫星测试中采用远程测试方法,西昌北京实时联动,充分发挥后方判读专家的保障作用,从而提高了发射场测试效率,大幅减少了发射场人员数量。

据了解,19颗卫星在轨道上合理分布,从数学角度已经符合在全球任意位置同时看到4颗卫星的要求,但考虑遮挡等约束条件,真正实现全球组网至少需要24颗卫星。而我国将在2020年前后完成35颗北斗三号卫星的组网,为全球用户提供服务,到那时,世界上任何一个地方都可以用上北斗提供的高精度、高可靠的导航、授时服务。