<首页 > 内地 > 正文

46顆導航衛星“混合戰法”,中國北鬥部署全球導航大棋局

时间:2019年06月26日 09:30  稿件来源:中國青年報


6月25日02時09分,我國在西昌衛星發射中心用長征三號乙運載火箭,成功發射第46顆北鬥導航衛星。這是北鬥三號系統的第21顆組網衛星、第二顆傾斜地球同步軌道衛星。新華社 圖

  6月25日2時9分,中國在西昌衛星發射中心用長征三號乙運載火箭,成功發射第46顆北鬥導航衛星。

  該衛星是北鬥三號系統的第21顆組網衛星、第二顆傾斜地球同步軌道衛星,經過一系列在軌測試後,衛星將與此前發射的20顆北鬥三號衛星組網運行,適時提供服務,進一步提升北鬥系統覆蓋能力和服務性能。

  作為我國自主創新的一張響亮名片,中國北鬥正以領先全球的速度部署全球導航的“大棋局”。

  在美國GPS、俄羅斯格洛納斯、歐洲伽利略等紛紛以單一軌道衛星部署星座的背景下,來自中國的北鬥獨樹一幟,采用3種軌道衛星組成混合導航星座,為國際衛星導航技術體系貢獻了中國智慧和中國方案。北鬥“棋盤”究竟有哪些奧妙?記者走進被譽為“北鬥大本營”的航天科技集團五院一探究竟。

  中國北鬥棋局上的三類“棋子”

  截至目前,北鬥三號已成功發射21顆衛星,包括18顆MEO衛星(中圓軌道衛星),這一軌道的衛星因小巧靈活加之英文簡稱諧音而被網友稱為“萌星”;1顆GEO衛星(地球靜止軌道衛星),這一軌道的衛星被北鬥人稱為“吉星”;以及兩顆IGSO衛星(傾斜地球同步軌道衛星),被北鬥人稱為“愛星”。

  正如棋子落在縱橫交錯的棋盤上,這3類衛星在不同的軌道上堅守著崗位——

  “萌星”是全球組網的主力,不辭辛勞地繞著地球滿場跑,讓自己的星下點軌跡不停地畫著波浪線,以求覆蓋到全球更廣闊的區域;“吉星”則始終隨著地球自轉而動,以便時刻聚焦祖國;“愛星”則像辛勤的蜜蜂一樣,讓自己的星下點軌跡始終聚焦亞太地區跳8字舞。

  此次發射的第46顆北鬥導航衛星,是北鬥三號系統的第二顆“愛星”。

  這3類戰功赫赫的“棋子”,並非在北鬥三號系統中首次聯手,他們在北鬥二號系統中就聯袂展示了“中國功夫”,只不過各自的崗位職責發生了變化。

  立足國情背後的不盲目求成

  不難看出,承擔全球組網任務,有“萌星”足矣,為何還要將“愛星”和“吉星”拉入戰隊?

  要回答這個問題,還得從北鬥起步之初關於方向和路線的爭論談起。

  中國導航衛星究竟走什麽樣的道路?是一步跨到全球組網,還是小步快跑、分階段跨越?在激烈的思想碰撞中,意見漸漸傾向於後者。

  參與了技術路線討論的北鬥一號衛星總設計師範本堯院士說:“系統一下建那麽大(全球組網),需要大量的時間和資金。當時剛剛改革開放,用戶集中在國內以及我國周邊地區。因此,‘先區域、後全球’的技術途徑很正確,符合中國國情,具有中國特色。”

  中國-亞太-全球,三步走的路線決定了北鬥的格局。在前兩步裏,北鬥需要鎖定中國和亞太地區提供服務,“吉星”和“愛星”顯然更有優勢,而“萌星”則不太經濟實惠,況且當時“萌星”上的很多關鍵技術尚未突破。但也不能完全放棄“萌星”,必須通過實戰驗證技術,畢竟最終一步仍要邁向全球。

  為此,五院北鬥人首次建成了GEO/IGSO/MEO,即“吉星”“愛星”和“萌星”的混合星座,以最少的衛星數量建設了集基本導航、位置報告等多種業務於一體的北鬥二號區域衛星導航系統,成為世界上區域衛星導航系統建設的典範。

  這種技術體制可以高效構建區域系統,兼顧拓展全球系統。在北鬥二號系統的建設中,通過4顆“萌星”發射並在軌運行,逐步攻克了一系列瓶頸問題。也因此,當北鬥開啟全球組網征程後,躍升為主力的“萌星”得以大顯神威。

  不過,此時的“吉星”和“愛星”也並未退出歷史舞臺。五院北鬥專家告訴記者,北鬥星座是一個團隊,最講求優勢互補、整體最優。北鬥人充分考量了“吉星”和“愛星”的優勢,為它們設計了數量不多、作用卻很關鍵的崗位。它們不僅承擔著配合“萌星”、顯著增強北鬥三號整體技術指標的“助攻”職責,還攜帶了很多“神器”,為未來的北鬥之路進行拓展和驗證。

  這位專家說:“不盲目求成、不陷於困境,這充滿了中華民族實踐智慧和務實精神的北鬥路線與星座方案設計,為國之重器奠定了最堅實的根基。”

  清單上的瓶頸問題逐項劃上對勾

  事實上,充滿智慧的方案設計,若落實不到行動中,終是一紙藍圖。從設計走向建成,最考驗技術實力和鍥而不舍的精神。五院北鬥人自1994年北鬥一號立項之時,便踏上了漫漫北鬥路。

  為建成國際上首個混合星座區域導航衛星系統,即北鬥二號衛星系統,來自五院的科研團隊突破了混合導航星座設計、高穩定性信號播發通道、有源和無源定位一體化、星載原子鐘高精度高穩定熱控等眾多關鍵技術,首次實現導航定位、短報文通信、差分增強三種服務融為一體。中國北鬥由此get到(意指學會——記者註)一項項新技能——

  “吉星”“愛星”用於高精度導航的系列關鍵技術;“愛星”“萌星”靈活高效的空間數據管理系統,提高了衛星信息管理和自主運行水平。

  邁入全球組網的第三步,中國北鬥人又實現了我國導航衛星能力的提升和跨越:我國首個全桁架式衛星平臺,承載效率等指標達國際一流水平;首次實現獨具特色的新型導航信號播發,極大提升了用戶抗幹擾能力和測距精度;突破多軌道混合星座星間鏈路技術,實現導航星座“一站式管理”;突破衛星自主健康管理技術,衛星信號非計劃中斷次數達到國際先進導航衛星服務水平。

  隨著清單上的瓶頸問題被逐項劃上對勾,中國北鬥將核心技術牢牢掌握在自己手中,衝出亞洲,走向世界。

  一環連著一環“擰”,一項接著一項“破”。

  在北鬥長征路上,中國北鬥人在摸爬滾打中首創了航天項目群管理模式,形成了一套新體系探索、關鍵技術攻關、成果轉化、人才培養的良性機制和完備的科研配套設施,有力支撐了北鬥衛星組批生產和密集發射,創造了星座組網的“中國速度”。

  星馳萬裏,那閃耀的星座由中國創造,並將服務於全世界。

【編輯:李圣鹏

  • PRINTED BY:H K CHINA NEWS AGENCY LIMITED 22/F, Eastern Central Plaza, 3 Yiu Hing Road, Shau Kei Wan,Hong Kong.
    Tel: (+852) 28561919 Fax: (+852) 25647453