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一箭雙星背後陝西元素閃亮

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菜籃子更安全

一些地方的水果種植、畜牧養殖都開始利用北斗終端進行溯源管理、全過程監控

助力天氣預報

利用北斗的短報文通信方式,可將採集的氣象信息自動回傳到數據處理中心,使天氣預報更加廣泛準確

智慧城市更完善

國家北斗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斗精準服務,有效推動智慧城市基礎設施的優化和完善

出行更加便利

共享單車陸續接入北斗高精度時空定位服務。打開「嵌入」北斗的電子地圖、約車軟體,出行更加便利

「10分鐘準備,5分鐘準備,1分鐘準備……10、9、8、7、6、5、4、3、2、1……發射!」

2月12日13時03分,我國在西昌衛星發射中心用長征三號乙運載火箭(及遠征一號上面級),成功發射第五、六顆北斗三號全球組網衛星。這是北斗三號全球組網衛星的第三次發射,也是農曆雞年中國航天的「收官之戰」。經過3個多小時飛行,衛星進入預定軌道。「至此,我國所有的北斗衛星都是從西昌飛向太空的,成功率達到了100%。」西昌衛星發射中心黨委書記董重慶說。

火箭動力全是「陝西造」

在這次發射前,我國從2000年開始已先後執行了26次北斗發射任務,順利將包括4顆試驗衛星在內的31顆北斗衛星送入太空。這次發射,是北斗的第27次發射任務。也是2018年以來,長征系列火箭完成的第7次成功發射。

預計到今年底,我國共將發射18顆北斗三號組網衛星,為「一帶一路」沿線國家正式提供導航服務。到2020年將實現30餘顆北斗衛星全球組網,具備服務全球的能力。

此次發射使用的長征三號乙運載火箭,是我國常規運載火箭中運載能力最大的火箭,主要用於發射地球同步軌道衛星,其運載能力達5.5噸,是中國用於商業衛星發射服務的主力火箭。全箭包括上面級共28台各型發動機,均由總部位於西安航天基地的航天科技集團公司第六研究院研製提供。

火箭發動機專家、航天六院院長劉志讓介紹,為了提高北斗三號發射的高可靠性,航天六院從設計源頭、製造工藝、過程式控制制進行嚴格把關,真正做到了對發動機質量「明察秋毫」。自2000年10月31日以來,由六院提供全部動力的長三甲系列運載火箭已經實施27次北斗衛星發射任務,保持著100%的成功率。為了此次發射,六院共派出執行北斗三號發射任務的試驗隊員14人,他們已經在西昌衛星發射中心基地工作生活了將近一個月。

衛星導航分系統等也是「陝西造」

值得注意的是,除了火箭動力是「陝西造」以外,這次發射的兩顆北斗三號衛星的導航分系統、天線分系統、星間鏈路等全部有效載荷,也都是出自位於西安航天產業基地的航天科技集團公司第五研究院西安分院。

此外,西安分院的科研人員還為北斗「雙星兄弟」研製並安裝上了強大的「中國心」——新一代高精度銣(rú)鍾。據航天科技集團五院西安分院銣鍾產品責任人屈勇晟介紹,西安分院抓總研製的銣鍾,頻率穩定度較北斗二號區域導航系統提高了10倍,達到世界先進水平。銣鐘的技術進步,直接推動了我國新建設的全球導航系統定位精度由之前區域系統的10米跨越到後續全球系統米級解析度,測速和授時精度同步提高一個量級。

>>解讀

北斗三號先進在哪?

精度比肩美國GPS

還能夠自主導航

這次發射的北斗三號兩顆衛星由航天科技集團五院抓總研製,而導航分系統、天線分系統、星間鏈路等有效載荷全部由五院西安分院承擔研製。未來,北斗三號全球導航系統建成後,導航服務能力將處於世界先進水平。

建成後精確至厘米 媲美GPS

據航天科技集團五院北斗三號工程副總設計師、衛星首席總設計師謝軍介紹,北斗三號導航系統在設計之初,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系統的設計指標上。北斗三號全球導航系統的定位精度將提升1至2倍,達到2米左右。建成後的北斗全球導航系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、誤差不超過10納秒的時間服務,並且將為付費用戶提供更高精度等級的服務。隨著北斗地基增強系統提供初始服務,可提供米級、亞米級、甚至分米厘米級服務。屆時,中國北斗的精度將與美國GPS相媲美。

用的是「中國芯」,還有「中國魂」

北斗三號任務中,控制系統國產化單機達100%。「沒有一台進口產品。」談及北斗三號任務的控制與推進系統,中國航天科技集團五院北斗三號副總設計師高益軍自豪地說,「從單機層面實現了100%的國產化」。除了「中國芯」,北斗導三號任務還注入了「中國魂」。航天五院完全自主知識產權的計算機操作系統SpaceOS2,相較於民用的windows、iOS和android等操作系統,其體積可謂是mini的,但同時管理上百項任務可以做到忙而不亂,且衛星在軌運行的10多年間,它不會罷工、不能遲緩。

星間鏈路讓衛星們手拉手、心相通

在衛星之間搭建的通信測量鏈路被稱為星間鏈路。據謝軍介紹,由於我國不可能像GPS那樣在全球建立地面站,為解決境外衛星的數據傳輸通道,航天科技集團五院北斗三號研製人員攻克了星座星間鏈路技術,實現了衛星與衛星、衛星與地面站的鏈路互通。也就是說,雖然「看不見」在地球另一面的北斗衛星,但用北斗衛星的星間鏈路同樣能與它們取得聯繫。星間鏈路技術讓衛星們手拉手、心相通,不僅實現了相互間的通信和數據傳輸,還能相互測距,自動「保持隊形」,以減輕地面的管理維護壓力,這是北斗全球導航系統建設的一大特色。

此外,北斗三號的星間鏈路系統還能與其他類型衛星相關聯,實現我國衛星之間的聯網,更加高效地互通天地信息。

首次實現在軌完好性自主監測

相較於美國的GPS、俄羅斯的格洛納斯以及歐洲的伽利略等導航衛星系統,中國的北斗在世界上首次實現了衛星的在軌完好性自主監測功能。

在傳統衛星導航中,飛機偏離航線或者跑道時,比較難以快速發現和糾正,而北斗三號衛星就能自主判斷出該錯誤,在幾秒之內向飛機上的導航終端發出告警信號,飛機上的導航終端就會自動優選信號更完好的北斗衛星進行導航,主動避免事故。

北斗導航衛星的自主完好性監測在未來的無人駕駛上應用將更為廣泛。有人駕駛時,駕駛員對車輛行駛的路線及停靠會有自己的判斷,但是無人駕駛的汽車,就必須完全依靠導航及其他電子設備保證安全行駛和準確停靠,如果車載導航有了北斗自主完好性監測的提示,那麼就能及時的提醒車載導航設備切換更好、更準確的導航信號,以便自主駕駛系統更安全操作。

世界上獨家提供短報文服務

據了解,北斗三號導航系統保留了北斗現有系統的短報文服務,即通信功能,這是其他衛星導航系統不具備的能力。目前,短報文功能已在地震救災、搜救驢友等方面發揮了重大功效。

有60天完全自主運行能力

星間鏈路還是北斗衛星實現自主導航的關鍵。所謂自主導航,就是指即使地面站全部失效,30多顆北斗導航衛星也能通過星間鏈路提供精準定位和授時。

航天科技集團五院北斗三號衛星總指揮遲軍介紹,就像停水、停電影響城市生活一樣,衛星導航服務一旦中斷,國家和社會的正常運行會受到很大的影響。為此,北斗三號衛星控制分系統增加了衛星至少60天的完全自主運行能力,保證了在地面測控站出現故障期間,北斗衛星在軌仍能夠正常工作。這就大大減少了對地面站的依賴,大大降低運行管理成本。

此外,為了提高衛星在軌服務的可靠性,北斗三號衛星還採取了多項可靠性措施,使衛星的設計壽命達到12年,達到國際導航衛星的先進水平。

在軌重構 給你想要的導航功能

據航天五院西安分院北斗導航副總設計師張立新介紹,北斗三號衛星系統具有有效載荷系統的在軌重構功能,例如可以通過改變注入軟體增加導航信號、改變信號頻率等來解決「導航信號不夠用」、「信號質量不好」等問題。除此之外,衛星在運行過程中,可能會出現這樣或者那樣的問題,在軌重構就能及時有效的解決問題,這是北斗一號、北斗二號衛星系統所不具備的能力。 華商報特派西昌記者 馬虎振 攝

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