更強大的北斗三號衛(wèi)星上天定位精度將與美國GPS媲美

2017年11月07日 09:27:27 來源: 浙江新聞APP 作者:

　　11月5日19時45分，我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長征三號乙運載火箭，成功發(fā)射兩顆北斗三號全球組網衛(wèi)星。

　　這是北斗三號衛(wèi)星的首次發(fā)射，也是黨的十九大勝利召開后實施的首次航天發(fā)射，標志著中國北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)步入全球組網新時代。

　　“衛(wèi)星發(fā)射入軌后，將開展相關測試及入網驗證，并適時對外開展服務?！敝袊倍沸l(wèi)星導航系統(tǒng)總設計師楊長風說。

　　我國于20世紀后期開始探索適合國情的衛(wèi)星導航系統(tǒng)發(fā)展道路，逐步形成“三步走”發(fā)展戰(zhàn)略：2000年年底建成北斗一號系統(tǒng)，向中國提供服務；2012年年底建成北斗二號系統(tǒng)，向亞太地區(qū)提供服務；2020年前后建成北斗全球系統(tǒng)，向全球提供服務。

　　目前，前兩步已實現(xiàn)，中國成為繼美、俄之后世界上第三個擁有自主衛(wèi)星導航系統(tǒng)的國家。

　　2009年，北斗三號工程正式啟動建設。中國衛(wèi)星導航系統(tǒng)管理辦公室主任冉承其曾表示，北斗三號全球組網衛(wèi)星的首次發(fā)射，將穩(wěn)步推動北斗三號系統(tǒng)建設，加快北斗系統(tǒng)盡早服務全球，造福全人類。

　　據(jù)介紹，與北斗二號相比，北斗三號衛(wèi)星將增加性能更優(yōu)、與世界其他衛(wèi)星導航系統(tǒng)兼容性更好的信號B1C；按照國際標準提供星基增強服務（SBAS）及搜索救援服務（SAR）。同時，還將采用更高性能的銣原子鐘和氫原子鐘，銣原子鐘天穩(wěn)定度為E-14量級，氫原子鐘天穩(wěn)定度為E-15量級。

　　“新技術使北斗三號的性能得到大幅提升，空間信號精度（SIS）優(yōu)于0.5m?！睏铋L風說，北斗三號的定位精度將達到2.5-5米的水平，并在保留短報文功能的前提下提升相關性能。

　　楊長風還表示，新時代北斗發(fā)展藍圖是構建國家綜合PNT體系建設，就是以北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)為核心，建成天地一體、覆蓋無縫、安全可信、高效便捷的國家綜合PNT體系，顯著提升國家時空信息服務能力，滿足國民經濟和國家安全需求，為全球用戶提供更為優(yōu)質的服務。

　　根據(jù)計劃，2018年年底前后將發(fā)射18顆北斗三號衛(wèi)星，覆蓋“一帶一路”沿線國家；到2020年左右，完成30多顆組網衛(wèi)星發(fā)射，實現(xiàn)全球服務能力。

　　“未來，通過一箭雙星或者多星的模式發(fā)射北斗三號衛(wèi)星將是常態(tài)?！焙教炜萍技瘓F一院長征三號甲系列火箭副總設計師葉成敏說。

　　用于發(fā)射的長征三號乙屬于長征三號甲系列運載火箭。長征三號甲系列運載火箭是我國目前現(xiàn)役發(fā)射次數(shù)最多的高軌中型運載火箭，自1994年首飛成功至今共完成了81次發(fā)射。

　　西昌衛(wèi)星發(fā)射中心人力資源部主任林玉南表示：“截至目前，所有的北斗衛(wèi)星均從這里飛向太空，成功率達到100%。”

　　組建于1970年12月的西昌衛(wèi)星發(fā)射中心，是我國發(fā)射衛(wèi)星最多的航天發(fā)射場，發(fā)射活動已突破百次。

　　這次發(fā)射的北斗導航衛(wèi)星和配套運載火箭由中國航天科技集團公司所屬的中國空間技術研究院和中國運載火箭技術研究院分別研制。

　　這是長征系列運載火箭的第253次飛行。

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　　更強大的北斗三號衛(wèi)星來了，定位精度將與美國GPS相媲美

　　11月5日19時45分，在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心，長征三號乙運載火箭以“一箭雙星”方式成功發(fā)射兩顆北斗導航衛(wèi)星。這兩顆衛(wèi)星屬于中圓地球軌道衛(wèi)星，是北斗三號第一、二顆組網衛(wèi)星。成功進入軌道，標志著北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)全球組網的開始。

　　相比北斗二號系統(tǒng)，北斗三號系統(tǒng)技術更先進、建設規(guī)模更大、系統(tǒng)性更強

　　此次兩顆北斗三號衛(wèi)星成功發(fā)射并入軌后，經測試及入網驗證，可對外提供服務。作為全球組網的起步，北斗系統(tǒng)也將真正向全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)的角色接近，加快北斗系統(tǒng)盡早服務全球。

　　北斗三號系統(tǒng)建設是我國北斗系統(tǒng)“三步走”發(fā)展戰(zhàn)略的第三步。相比北斗二號系統(tǒng)，北斗三號系統(tǒng)不僅是衛(wèi)星組網從區(qū)域走向全球，同時技術更先進、建設規(guī)模更大、系統(tǒng)性更強。北斗三號衛(wèi)星將增加性能更優(yōu)的互操作信號，在進一步提高基本導航服務能力基礎上，按照國際標準提供星基增強服務及搜索救援服務。北斗三號采用星載氫原子鐘，其精度將比北斗二號的星載銣原子鐘提高一個數(shù)量級。

　　據(jù)中國航天科技集團五院北斗三號工程副總設計師、衛(wèi)星首席總設計師謝軍介紹，在北斗二號性能的基礎上，北斗三號導航系統(tǒng)在設計之初，就把目標放在尚未發(fā)射的第三代GPS導航衛(wèi)星以及歐洲伽利略導航系統(tǒng)的設計指標上。

　　北斗三號全球導航系統(tǒng)的定位精度將提升1至2倍，達到2.5米至5米水平，建成后的北斗全球導航系統(tǒng)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，并且將為付費用戶提供更高精度等級的服務。同時，衛(wèi)星設計壽命達10年以上。隨著北斗地基增強系統(tǒng)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，中國北斗的精度將與美國GPS相媲美。

　　中國北斗具有自己的獨特之處。謝軍說，為了解決境外衛(wèi)星的數(shù)據(jù)傳輸通道，北斗三號研制人員攻克了星座星間鏈路技術，雖然“看不見”在地球另一面的北斗衛(wèi)星，但用北斗衛(wèi)星的星間鏈路同樣能與它們取得聯(lián)系，這是北斗全球導航系統(tǒng)建設的一大特色。

　　此外，北斗三號在保留北斗二號短報文功能的同時提升相關性能。目前已在軌運行的北斗導航衛(wèi)星分布在中圓軌道、地球靜止軌道和同步傾斜地球軌道上。中圓軌道衛(wèi)星可以游走全球，是GPS等衛(wèi)星導航系統(tǒng)使用的通用軌道。地球靜止軌道一般是通信衛(wèi)星使用，運行于該軌道的北斗衛(wèi)星可以發(fā)揮通信功能，使北斗具有短報文等特色功能。把短信和導航結合起來，是中國北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的一大特色。

　　從此次任務起，我國將迎來新一輪北斗組網衛(wèi)星高密度發(fā)射。按規(guī)劃，截止2018年底前，將發(fā)射18顆北斗三號組網衛(wèi)星，覆蓋“一帶一路”沿線國家；到2020年左右，完成30多顆組網衛(wèi)星發(fā)射，實現(xiàn)全球服務能力。

　　上面級一箭雙星直接入軌發(fā)射，將是未來北斗三號衛(wèi)星主要發(fā)射方式

　　據(jù)中國航天科技集團一院長三甲系列火箭副總設計師葉成敏介紹，此次發(fā)射任務使用的火箭是長三甲系列火箭中的長征三號乙火箭。該系列火箭被譽為“金牌火箭”，特別是2006年進入高密度發(fā)射后，創(chuàng)下了17天一發(fā)的火箭發(fā)射周期最短紀錄。

　　目前，中高軌道衛(wèi)星主要由長征三號甲系列火箭發(fā)射。由于西昌衛(wèi)星發(fā)射中心所處緯度低、發(fā)射效費比高，長征三號甲系列火箭一直在此實施發(fā)射，因此西昌衛(wèi)星發(fā)射中心迄今承擔了所有的北斗衛(wèi)星發(fā)射任務，被稱為“北斗港”。

　　值得注意的是，此次發(fā)射是利用上面級方式將衛(wèi)星送入軌道。北斗三號衛(wèi)星由遠征一號上面級承載，隨長征三號乙運載火箭發(fā)射后，約3個半小時后，遠征一號上面級將衛(wèi)星送入目標軌道。這種采用上面級一箭雙星直接入軌發(fā)射也將是未來北斗三號衛(wèi)星工程的主要發(fā)射方式。

　　上面級是一種運載工具，是在原有的三子級火箭上面，增加相對獨立的一級，形成“四級火箭”。它可以先后把不同的衛(wèi)星直接送到工作軌道，因此也被稱為“太空擺渡車”。在沒有“太空擺渡車”時，運載火箭把衛(wèi)星送入“轉移軌道”后，衛(wèi)星要通過自身變軌到達工作軌道。這個過程需要消耗數(shù)噸燃料，飛行數(shù)天。而“太空擺渡車”可以帶著衛(wèi)星在太空“接力”火箭飛行，僅用幾個小時就能把衛(wèi)星送入工作軌道。這樣可減輕衛(wèi)星自重、減少衛(wèi)星燃料消耗和延長衛(wèi)星使用壽命，并大大增強運載火箭的任務適應性。

　　北斗產業(yè)蓬勃發(fā)展，高精度服務更加面向大眾、隨需而用

　　專家認為，隨著北斗三號的全球組網建設加速，乃至最后完成全球組網，會有更多國家、更多用戶使用北斗系統(tǒng)，將進一步拉動北斗應用推廣與產業(yè)化進程，帶動北斗走出國門，走向世界。

　　據(jù)介紹，目前北斗導航型芯片模塊銷量已突破3000萬片，高精度板卡和天線銷量已占據(jù)國內市場30%和90%的市場份額，并輸出到70余個國家和地區(qū)，其中“一帶一路”沿線國家和地區(qū)30余個，應用于智能手機和其他消費類產品的國產芯片或IP核數(shù)量接近2200萬。

　　北斗系統(tǒng)也正在和互聯(lián)網、大數(shù)據(jù)、云計算等技術融合發(fā)展，實現(xiàn)“北斗地基增強網+高精度位置服務網+寬帶移動互聯(lián)網”互聯(lián)互通、“北斗系統(tǒng)+高精度遙感數(shù)字地圖+導航網格碼+云計算平臺”融合發(fā)展，以及“北斗導航+無線局域網+移動通信+衛(wèi)星通信等”一體化芯片研發(fā)。

　　在北斗高精度服務方面，在國家北斗地基增強系統(tǒng)基礎上，面向大眾、觸手可及、隨需而用的公共服務正在不斷開發(fā)和提供。

　　通過北斗高精度，手機定位可以實現(xiàn)1米的定位精度，特別是在衛(wèi)星信號觀測環(huán)境較差、短時間完全遮擋的情況下，手機終端通過高精度定位解決方案中的增強定位服務，可解決手機用戶在高架下、隧道、車庫等情況下無法定位的問題。

　　在共享單車應用方面，北斗高精度定位可以實現(xiàn)共享單車1米精度的定位，大大減少定位誤差，方便用戶找車。此外，北斗高精度還能提供電子圍欄，利用厘米級精度定位進行測量劃定，支持后臺對高精度定位的共享單車是否停放到規(guī)定區(qū)域做出判斷，方便引導規(guī)范停車，減少城市管理成本。

責任編輯：楊雅

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