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一张“星网”耀太空 我国完成北斗全球卫星导航系统星座部署
发布时间:2020-06-23
文章来源:新华网
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  新华社西昌6月23日电题:中国北斗 服务全球——写在我国完成北斗全球卫星导航系统星座部署之际

  新华社记者李国利、胡喆、张汨汨

  6月23日上午,大凉山腹地的西昌卫星发射中心西昌发射场。

  推迟一周发射的长征三号乙运载火箭矗立在发射塔架旁,乳白色箭体上的“中国航天”四个大字与火箭整流罩外北斗卫星导航系统标志的搭配显得格外醒目。

  “10,9,8……3,2,1,点火!”

  9时43分,伴着山呼海啸般的巨响,腾空而起的长征火箭底部拖曳着耀眼的白色尾焰,托举着北斗三号最后一颗全球组网卫星飞向太空。约30分钟后,卫星顺利进入预定轨道,至此,我国提前半年完成北斗全球卫星导航系统星座部署。

一张“星网”耀太空 我国完成北斗全球卫星导航系统星座部署   国家品牌网

  6月23日,我国北斗三号全球卫星导航系统最后一颗组网卫星在西昌卫星发射中心点火升空。 新华社记者 薛晨 摄

  中国的北斗:体现中国智慧的中国方案

  天上的七星北斗,自古就为人们指引方向。

  我国开始研究利用卫星进行地面定位服务,始于20世纪六七十年代。

  然而按照空间定位原理,对地球上一个目标点进行定位,至少需要3颗卫星;考虑到时间误差,精确定位至少需要4颗卫星。

  当时的中国,无论是经济实力还是技术基础,对此都可望不可即。

  之后,我国“863计划”倡导者之一的陈芳允院士,创造性提出“双星定位”建设方案,即:把地心视为一颗虚拟卫星,再发射两颗地球同步卫星构成星座,实现对区域内地面目标的快速定位。

  不同于美国GPS的四星定位,“双星定位”这一方案,能以最小的星座、最少的投入、最短的周期,实现我国卫星导航系统从无到有。

  1994年,我国启动北斗一号工程。是时,美国GPS已完成全球组网。

  事实上,将我国自主建造的卫星导航系统命名为“北斗”,也饱含着近代以来中国历经劫难的清醒、走向复兴的企盼。

  2000年10月31日和12月21日,在不到两个月的时间内,我国相继发射两颗北斗导航试验卫星,北斗一号系统建成。

  至此,中国人正式拥有完全属于自己的卫星导航系统,我国成为世界上第三个建成卫星导航系统的国家。

  特别是用导航卫星“发短信”的短报文服务,则是国外其他任何一个卫星导航系统都不具备的中国北斗特色。

  “北斗一号系统的建成并投入使用,首先解决了我们国家有没有的问题。”中国北斗卫星导航系统工程总设计师杨长风说,兼具导航定位和短报文通信的通导融合模式,是我国对世界卫星导航领域的重要贡献,充分体现了中国人的智慧。

  实事求是地说,与美国的GPS、俄罗斯的格洛纳斯相比,北斗一号仍有不小差距,但“服务全球、造福人类”是中国北斗人的初心。

  于是,北斗二号系统建设提上日程。

  彼时,最适合卫星导航的黄金频段被美俄全部占用。我国与同时希望建设卫星导航系统的欧盟,推动国际电联从航空导航频段中,最大限度地挤出一小段频率,供卫星导航共同使用。

  这一小段频率,只有黄金频段的四分之一,却是建设一个全球卫星导航系统最基本的频率需求,且各国均可平等申请。

  2000年4月17日,北斗和伽利略系统同时成功申报。按照国际电联规则,必须在7年有效期内成功发射导航卫星。

  2007年4月初,首颗北斗二号卫星终于如期立在发射塔架上。

  各项测试进展非常顺利,但在发射前的最后检测中,卫星上应答机出现了小异常。尽管这不是个大问题,发生故障的概率也不高,却有影响信号正常传回的可能性。

  即便只有万分之一的故障,也必须彻底归零!北斗人重新打开已矗立在塔架上的星箭组合体,拆出应答机,3天72小时不眠不休,成功排除应答机隐患。

  2007年4月14日4时11分,这颗肩负着重要使命的卫星发射升空,几天后太空传来这颗卫星的信号,我国终于赶上建设全球卫星导航系统的最后一班车!

  这一刻,距离国际电联规定的频率申请失效最后期限不到4个小时。

  建成覆盖全球的导航定位系统,至少需要24颗卫星。这一次,北斗人再次脑洞大开,开创性地设计了混合星座构型,并于2012年底建成由地球同步轨道卫星、倾斜同步轨道卫星和中圆轨道卫星共14颗卫星构成的北斗二号系统,实现了全天时全天候为亚太大部分地区提供定位导航授时服务。

  中国北斗,服务全球,必须覆盖全球。

  按照传统卫星管理手段,控制使用好绕飞地球的卫星,需要有遍布全球的地面站。在难以全球布站的情况下,必须建立卫星之间的星间链路,实现卫星管卫星,这是世界导航领域的前沿技术,也是北斗三号工程建设必须解决的难题。

  2015年8月,两颗全球系统试验卫星首次建立起星间链路,标志着我国掌握了这一国际领先的核心技术。

  2017年11月5日,北斗三号全球组网双星首次发射。

  2018年12月27日,北斗三号基本系统建成并开始提供全球服务。

  2019年12月16日,北斗三号全球系统核心星座部署完成,北斗全球服务能力全面实现。

  2020年6月23日,我国完成北斗全球卫星导航系统星座部署,完整服务全球的目标指日可待。

  “从国内到亚太再到全球,北斗系统建设发展的三步走方案,充分结合了中国国情,极具中国特色,彰显了中国智慧、中国速度和中国精度,为世界卫星导航的发展贡献了中国方案。”杨长风说。

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  6月23日,我国北斗三号全球卫星导航系统最后一颗组网卫星在西昌卫星发射中心点火升空。 新华社记者 江宏景 摄

  一流的北斗:走出自主创新的中国道路

  一张“蓝图”绘到底,一张“星网”耀太空。一颗颗北斗导航卫星巡天测地,作为中国自主创新的结晶,为人类提供一流的卫星导航服务。

  北斗三号全球卫星导航系统由地球中圆轨道卫星、倾斜地球同步轨道卫星和地球静止轨道卫星三种不同轨道的卫星组成,包括24颗地球中圆轨道卫星,3颗倾斜地球同步轨道卫星和3颗地球静止轨道卫星。

  相对于灵动活泼的地球中圆轨道卫星、飘逸优雅的倾斜地球同步轨道卫星,此次发射的地球静止轨道卫星,也被亲切地称为“吉星”。

  这些北斗“吉星”高高地驻守在距离地球36000公里的天疆,照耀着这片蓝色星球,并为北斗导航系统的技术指标提升提供增强服务。

  大卫星拥有“大体魄”,这颗压轴出场的“吉星”采用东方红三B(导航)卫星平台,是我国现役规模较大的卫星平台之一。强大的“体格”,让它具备导航定位授时、短报文通信、星基增强、精密单点定位等本领。

  ——这是“创新之星”,突破让联通更轻松。

  创新,是北斗导航卫星与生俱来的基因。而有源定位和短报文通信,则是中国北斗系统的创举。

  中国航天科技集团五院北斗三号卫星副总设计师刘天雄介绍,利用无线电测定技术,通过两颗“吉星”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方“你在哪”,在搜救、渔业等领域被广泛使用,是保障民生安全的“千里眼”。

  “此外,北斗三号的短报文通信能力显著提升,信息发送能力从一次120个汉字提升到一次1200个汉字,遇到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,可以说就像‘空间微信’一样。”刘天雄说。

  ——这是“长寿之星”,卫星设计寿命达12年。

  “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。”中国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。

  迟军介绍,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。

  ——这是“自主之星”,坚定不移走国产化道路。

  关键核心技术是要不来、买不来、讨不来的。

  作为北斗全球导航系统的“收官之星”,这颗卫星秉