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北斗三号双星飞天 彰显“西安智造”

北斗三号双星飞天 彰显“西安智造”

(原标题:北斗三号双星飞天 彰显“西安智造”)

北斗三号双星飞天 彰显“西安智造”
东方IC 供图

11月5日19时45分,我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭,成功发射两颗北斗三号全球组网卫星。

这是北斗三号卫星的首次发射,也是党的十九大胜利召开后实施的首次航天发射,标志着中国北斗卫星导航系统步入全球组网新时代。

这两颗卫星均由航天科技集团五院抓总研制,其中导航分系统、天线分系统、星间链路等有效载荷全部由航天科技集团五院西安分院(以下简称西安分院)承担研制。

高精度定位提供多种服务

北斗导航卫星的主要功能是为地面提供精准的时空基准,有了时空基准,不仅能满足我们日常生活中的定位、导航需求,还可以为地面应用提供很多特殊服务。而北斗卫星这些强大的功能必须由卫星的有效载荷系统来实现,北斗三号首发星的全部有效载荷研制都是出自西安分院的北斗团队。

北斗三号导航系统有着较高的定位精度,相较于北斗二号卫星系统,除了覆盖区域从部分扩大到全球覆盖外,在性能上、系统可靠性上,都有很大的提高。以关键指标定位精度来说,会在现有基础上提高一到两倍,全球精度可达5米左右,重点区域可达到3米,在中国境内可提供最高达毫米级的定位测量精度,这就使导航卫星能为人类生活提供更多服务。例如当前人们的共享单车,就可以用高精度定位功能提供“电子围栏”技术进行管理,一旦自行车没有停在规定的区域内,就会影响使用者的费用,能大大降低共享单车的社会管理成本。北斗三号导航系统以其高精度定位的优势,还可以向用户提供精密测量测绘数据,例如测量地震后建筑物的下沉变化等,几毫米的下沉,都逃不过北斗的法眼。

同样是利用卫星对地表进行测绘,遥感类卫星提供的测绘结果多以图像的形式呈现,而北斗则是特定的数据。同时,北斗三号导航系统还将向国际搜救组织免费提供全球范围内搜救服务,精确定位受困人员的地理位置,为国际救援贡献大国力量。同时,因为西安分院研制的北斗三号首发双星的铷钟稳定度的大幅提高,授时精度也将大幅提高,可以为金融、电力、电信等行业及部门提供更为精确的授时功能,为经济社会发展做出新的贡献。

提高无人驾驶安全系数

北斗三号导航系统除了提供定位、导航和授时服务以外,还可以向用户提供完好性服务,即当导航系统无法用于某些预定操作时,向用户发出及时有效告警的能力。完好性监测功能对民航、自动驾驶等生命安全领域用户来说极其重要。

在传统的卫星导航中,飞机偏离航线或者跑道时比较难以快速发现和纠正,而北斗三号卫星就能自主判断出该错误,在几秒之内向飞机上的导航终端发出告警信号,飞机上的导航终端就会自动优选信号更完好的北斗卫星进行导航,主动避免事故。

北斗导航卫星的自主完好性监测在未来的无人驾驶上应用将更为广泛。如果车载导航有了北斗自主完好性监测的提示,那么就能及时的提醒车载导航设备切换更好、更准确的导航信号,以便自主驾驶系统更安全操作。

卫星自主完好性监测是北斗三号的一项新技术,相较于美国的GPS、俄罗斯的格洛纳斯以及欧洲的伽利略等导航卫星系统,中国的北斗在世界上首次实现了卫星的在轨完好性自主监测功能。

北斗三号导航系统保留了北斗现有系统的短报文服务,即通信功能,这是其他卫星导航系统不具备的能力。目前,短报文功能已在地震救灾、搜救驴友等方面发挥了重大功效。

在轨重构改善导航功能

据航天五院西安分院北斗导航副总设计师张立新介绍,北斗三号卫星系统具有有效载荷系统的在轨重构功能,这相较于现有的北斗导航系统来说,是一个巨大的创新和提升,同时,有效载荷系统的重构能力与GPSⅢ相比也是毫不逊色。导航卫星实现定位、导航、测绘、救援等功能,主要依靠有效载荷系统,而随着北斗的应用越来越广泛,人们对于导航卫星可提供的服务需求将会有所增加,这时候,只要改变有效载荷中的部分软件,就能实现新的导航功能。

例如,通过改变注入软件增加导航信号、改变信号频率等来解决“导航信号不够用”、“信号质量不好”等问题。除此之外,卫星在运行过程中,可能会出现这样或者那样的问题,在轨重构就能及时有效的解决问题,这是北斗一号、北斗二号卫星系统所不具备的能力。

“我国在国土范围之外的地面站很少,星间链路能够让我们看不见的、在地球的另一面的北斗卫星,与我们头顶的北斗卫星取得联系。”张立新说。北斗三号的星间链路系统还能与其他类型卫星相关联,从而构建我国的天基综合信息网,实现我国卫星之间的联网。以遥感卫星为例,遥感卫星对全球的地面进行测绘,但只有卫星经过国土境内时才能将其收集到的图片信息传回地面,在天基综合信息网中,遥感卫星以北斗导航卫星的星间链路为通道,能够实现信息的实时传输,更加高效地互通天地信息。

星间链路是北斗卫星实现自主导航的关键。所谓自主导航,就是指即使地面站全部失效,30多颗北斗导航卫星也能通过星间链路提供精准定位和授时,地面用户通过手机等终端接收导航卫星的信号,仍旧能进行定位及导航。

记者关颖 通讯员张昊

(原标题:北斗三号双星飞天 彰显“西安智造”)

本文来源:西安晚报 责任编辑:王晓易_NE0011

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