北鬥第三步 當驚世界殊——揭秘北鬥三號全球組網衛星
11月5日19時45分,我國在西昌衛星發射中心用長徵三號乙運載火箭,成功發射兩顆北鬥三號全球組網衛星。 新華社發(楊志遠 攝)
新華社北京11月5日電題:北鬥第三步 當驚世界殊——揭秘北鬥三號全球組網衛星
新華社記者胡�插B白國龍、余曉潔
北鬥第三步,當驚世界殊!
11月5日,舉世矚目、國人期盼的北鬥三號衛星開啟全球組網序幕,按照“2018年前後完成18顆衛星發射,率先為‘一帶一路’沿線國家提供基本服務;2020年實現35顆北鬥衛星全球組網,具備服務全球能力”的目標全速推進,中國北鬥正在闊步走向世界。
北鬥三號將怎樣實現從國內到區域再到全球衛星導航的“三級跳”?技術層面領先在哪?又會帶給國人和世界怎樣的驚喜?
國內、區域、全世界:北鬥導航實現歷史性“三級跳”
“司南之杓,投之于地,其柢指南。”作為世界上三大衛星導航係統之一,遨遊在地球軌道上的北鬥衛星導航係統,從北鬥一號服務國內到北鬥二號提供區域服務,再到北鬥三號全球組網,源源不斷地為廣大用戶提供精準優質的服務。
“你需我有、你要我優,服務人類社會,造福大眾百姓。”自2012年12月27日,北鬥區域導航係統正式提供區域服務以來,北鬥係統受到了越來越多國家的關注。
2017年1月,北鬥二號衛星工程獲得國家科學技術進步獎特等獎。航天科技集團北鬥二號工程衛星係統總師楊慧表示,北鬥二號衛星工程歷時8年研制建設,擺脫了對國外衛星導航係統的依賴,實現了歷史性的“三級跳”。
“中國的北鬥,世界的北鬥。”正在從藍圖變成現實。航天科技集團五院北鬥三號工程副總設計師、衛星首席總設計師謝軍介紹,早在北鬥二號正式提供區域導航定位服務前,我國就開始了北鬥三號全球導航係統的論證研制工作,確定了建設獨立自主、開放兼容、技術先進、穩定可靠的全球衛星導航係統的發展目標。
謝軍表示,相對于北鬥二號區域係統,北鬥三號服務區域將擴展至全球,同時,實現了下行導航信號升級與改造等關鍵技術方面的突破,實現了與北鬥二號下行導航信號的平穩過渡,並在此基礎上增加了新的導航信號,為用戶提供更為優質的服務。
據悉,建設高性能、高可靠的北鬥全球衛星導航係統,是我國科技領域中長期發展規劃的16項國家科技重大專項之一,係統建設既是對北鬥區域係統的完善與升級,更是聚焦世界一流衛星導航係統的攀登與跨越,將使我國衛星導航係統達到國際先進水平。
高精度、高可靠、高保險:北鬥三號技術突破看點多
航天科技集團五院北鬥三號衛星總指揮遲軍告訴記者,如同停水停電影響城市生活一樣,衛星導航服務一旦失效,不僅國家的經濟運行要受到極大的影響,人們的生活也將帶來很大的不便,這也就給衛星導航係統的可靠性提出了苛刻的要求。總體而言,北鬥三號具備高精度、高可靠、高保險、多功能等特點。
——高精度。在北鬥二號性能的基礎上,北鬥三號在設計之初,就把目標放在尚未發射的第三代GPS導航衛星以及歐洲伽利略導航係統的設計指標上。
北鬥三號全球導航係統的定位精度將大幅提升,達到2.5米至5米水平,建成後的北鬥全球導航係統將為民用用戶免費提供約10米精度的定位服務、0.2米/秒的測速服務,並且將為付費用戶提供更高精度等級的服務,衛星設計壽命達10年以上。隨著北鬥地基增強係統提供初始服務,可提供米級、亞米級、分米級,甚至厘米級的服務。屆時,中國北鬥的精度將與美國GPS相媲美。
——高可靠。北鬥是一個係統工程,用戶每一次享受到北鬥係統的服務,都必須保證有至少4顆衛星提供服務;北鬥又是一個全球覆蓋的係統,至少需要有20余顆衛星同時提供穩定服務,這一特點決定北鬥係統對質量可靠性要求比單星更高,對產品可靠性的要求更苛刻。北鬥還是一個固有屬性要求必須連續運行的係統,信號不能中斷,係統必須連續、穩定、完好、可靠。
——高保險。據航天科技集團五院北鬥三號衛星總設計師王平介紹,北鬥衛星全球導航係統作為一個大型係統工程,採用多重可靠性“加固”措施,可最大限度地增強係統的保險係數。
比如,係統建成後運行衛星數量大于服務必需衛星數;同時,北鬥三號衛星還採用了軟件冗余、故障自我診斷、故障自我修復等多項措施,保證係統可靠性,大大提升用戶的體驗。
——多功能。中國北鬥除具有短報文等特色功能外,還可以將用戶的位置信息發送出去,讓其他人可以知道用戶的情況,較好地解決了何人、何事、何地的問題。把短信和導航結合起來,是北鬥衛星導航係統的一大特色,一個終端,就可以導航、通信兼備。
遠在天邊?近在眼前!北鬥服務無處不在
ofo小黃車與北鬥導航共同推出北鬥智能鎖;小藍單車利用北鬥地基增強係統實現了米級定位,即使在樹蔭下也不會出現“漂移”……為了更精準地報告“我在哪里”,共享單車都陸續接入了北鬥高精度時空定位服務。
共享單車只是北鬥近在眼前、服務民生的應用之一。從搶險救災到精準農業,從漁業播報到智慧房管……近年來,北鬥衛星導航各類高精度位置服務產品以“北鬥+互聯網+其他行業”的新模式,廣泛應用到國計民生方方面面。
不久前發布的《中國衛星導航與位置服務產業發展白皮書(2016年度)》顯示,2016年我國衛星導航與位置服務產業總體產值達到2118億元,較2015年增長約22.06%。北鬥對產業核心產值的貢獻率達到70%,我國衛星導航與位置服務產業前景廣闊。
“當前我國北鬥應用已進入快速發展階段,隨著衛星導航技術與物聯網、大數據、雲計算等技術和領域的結合,衛星導航與位置服務已成為我國重要的戰略性新興產業。”國家測繪地理信息局副局長閔宜仁說。
在海南文昌清瀾港,北鬥導航終端是漁民們出海的標配:出海作業能實時監控,漁船出險可隨時報警,在海上能收聽天氣預報和預警通知,北鬥已成了漁民口中的“千里眼”“順風耳”“護身符”……
中國衛星導航定位協會會長于賢成表示,北鬥技術已跳出單一導航技術的范疇。在城市燃氣、城鎮供熱、電力電網、供水排水等多種行業的迫切需求下,國家北鬥精準服務網已為全國超過400座城市的各種行業應用提供北鬥精準服務,有效推動智慧城市基礎設施的優化和完善。
