北斗三號(hào) 牛在哪兒（新時(shí)代新作為·科技）
11月5日19時(shí)45分,在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心,長征三號(hào)乙運(yùn)載火箭以“一箭雙星”方式成功發(fā)射兩顆北斗導(dǎo)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(hào)第一、二顆組網(wǎng)衛(wèi)星。成功進(jìn)入軌道,標(biāo)志著北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)全球組網(wǎng)的開始。
應(yīng)用新突破
定位精度提升1至2倍,將為民用用戶免費(fèi)提供約10米精度的定位服務(wù)
此次兩顆北斗三號(hào)衛(wèi)星成功發(fā)射并入軌后,經(jīng)測試及入網(wǎng)驗(yàn)證,可對(duì)外提供服務(wù)。作為全球組網(wǎng)的起步,北斗系統(tǒng)也將真正向全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的角色接近,加快北斗系統(tǒng)服務(wù)全球。
北斗三號(hào)系統(tǒng)建設(shè)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(hào)系統(tǒng),北斗三號(hào)系統(tǒng)不僅是衛(wèi)星組網(wǎng)從區(qū)域走向全球,同時(shí)技術(shù)更先進(jìn)、建設(shè)規(guī)模更大、系統(tǒng)性更強(qiáng)。北斗三號(hào)衛(wèi)星將增加性能更優(yōu)的互操作信號(hào),在進(jìn)一步提高基本導(dǎo)航服務(wù)能力的基礎(chǔ)上,按照國際標(biāo)準(zhǔn)提供星基增強(qiáng)服務(wù)及搜索救援服務(wù)。北斗三號(hào)采用星載氫原子鐘,其精度將比北斗二號(hào)的星載銣原子鐘提高一個(gè)數(shù)量級(jí)。
北斗三號(hào)全球?qū)Ш较到y(tǒng)的定位精度將提升1至2倍,達(dá)到2.5米至5米水平,建成后的北斗全球?qū)Ш较到y(tǒng)將為民用用戶免費(fèi)提供約10米精度的定位服務(wù)、0.2米/秒的測速服務(wù),并且將為付費(fèi)用戶提供更高精度等級(jí)的服務(wù)。同時(shí),衛(wèi)星設(shè)計(jì)壽命達(dá)10年以上。隨著北斗地基增強(qiáng)系統(tǒng)提供初始服務(wù),可提供米級(jí)、亞米級(jí)、分米級(jí)甚至厘米級(jí)的服務(wù)。屆時(shí),中國北斗的精度將與美國GPS相媲美。
據(jù)中國航天科技集團(tuán)五院北斗三號(hào)工程副總設(shè)計(jì)師、衛(wèi)星首席總設(shè)計(jì)師謝軍介紹,在北斗二號(hào)性能的基礎(chǔ)上,北斗三號(hào)導(dǎo)航系統(tǒng)在設(shè)計(jì)之初,就把目標(biāo)放在尚未發(fā)射的第三代GPS導(dǎo)航衛(wèi)星以及歐洲伽利略導(dǎo)航系統(tǒng)的設(shè)計(jì)指標(biāo)上。
中國北斗具有自己的獨(dú)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(hào)研制人員攻克了星座星間鏈路技術(shù),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?nèi)〉寐?lián)系,這是北斗全球?qū)Ш较到y(tǒng)建設(shè)的一大特色。
此外,北斗三號(hào)在保留北斗二號(hào)短報(bào)文功能的同時(shí)提升相關(guān)性能。目前已在軌運(yùn)行的北斗導(dǎo)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(dǎo)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(yùn)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(bào)文等特色功能。把短信和導(dǎo)航結(jié)合起來,是中國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的一大特色。
從此次任務(wù)起,我國將迎來新一輪北斗組網(wǎng)衛(wèi)星高密度發(fā)射。按規(guī)劃,截止到2018年底,將發(fā)射18顆北斗三號(hào)組網(wǎng)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(wǎng)衛(wèi)星發(fā)射,實(shí)現(xiàn)全球服務(wù)能力。
發(fā)射新方式
借助“太空擺渡車”,衛(wèi)星不再需要自身變軌就可以直達(dá)工作軌道
據(jù)中國航天科技集團(tuán)一院長三甲系列火箭副總設(shè)計(jì)師葉成敏介紹,此次發(fā)射任務(wù)使用的火箭是長三甲系列火箭中的長征三號(hào)乙火箭。該系列火箭被譽(yù)為“金牌火箭”,特別是2006年進(jìn)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(jì)錄。
目前,中高軌道衛(wèi)星主要由長征三號(hào)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(fèi)比高,長征三號(hào)甲系列火箭一直在此實(shí)施發(fā)射,因此西昌衛(wèi)星發(fā)射中心迄今承擔(dān)了所有的北斗衛(wèi)星發(fā)射任務(wù),被稱為“北斗港”。
值得注意的是,此次發(fā)射是利用上面級(jí)方式將衛(wèi)星送入軌道。北斗三號(hào)衛(wèi)星由遠(yuǎn)征一號(hào)上面級(jí)承載,隨長征三號(hào)乙運(yùn)載火箭發(fā)射后,約3個(gè)半小時(shí),遠(yuǎn)征一號(hào)上面級(jí)將衛(wèi)星送入目標(biāo)軌道。這種采用上面級(jí)“一箭雙星”直接入軌發(fā)射也將是未來北斗三號(hào)衛(wèi)星工程的主要發(fā)射方式。
上面級(jí)是一種運(yùn)載工具,是在原有的三子級(jí)火箭上面,增加相對(duì)獨(dú)立的一級(jí),形成“四級(jí)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(shí),運(yùn)載火箭把衛(wèi)星送入“轉(zhuǎn)移軌道”后,衛(wèi)星要通過自身變軌到達(dá)工作軌道。這個(gè)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(gè)小時(shí)就能把衛(wèi)星送入工作軌道。這樣可減少衛(wèi)星燃料消耗、延長衛(wèi)星使用壽命,并大大增強(qiáng)運(yùn)載火箭的任務(wù)適應(yīng)性。
未來新預(yù)期
融合發(fā)展,實(shí)現(xiàn)“北斗地基增強(qiáng)網(wǎng)+高精度位置服務(wù)網(wǎng)+寬帶移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)”
專家認(rèn)為,隨著北斗三號(hào)的全球組網(wǎng)建設(shè)加速,乃至最后完成全球組網(wǎng),會(huì)有更多國家、更多用戶使用北斗系統(tǒng),將進(jìn)一步拉動(dòng)北斗應(yīng)用推廣與產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程,帶動(dòng)北斗走出國門,走向世界。
據(jù)介紹,目前北斗導(dǎo)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(nèi)市場30%和90%的市場份額,并輸出到70余個(gè)國家和地區(qū),其中“一帶一路”沿線國家和地區(qū)30余個(gè),應(yīng)用于智能手機(jī)和其他消費(fèi)類產(chǎn)品的國產(chǎn)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(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等技術(shù)融合發(fā)展,實(shí)現(xiàn)“北斗地基增強(qiáng)網(wǎng)+高精度位置服務(wù)網(wǎng)+寬帶移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)”互聯(lián)互通、“北斗系統(tǒng)+高精度遙感數(shù)字地圖+導(dǎo)航網(wǎng)格碼+云計(jì)算平臺(tái)”融合發(fā)展,以及“北斗導(dǎo)航+無線局域網(wǎng)+移動(dòng)通信+衛(wèi)星通信”等一體化芯片研發(fā)。
北斗高精度服務(wù)方面,在國家北斗地基增強(qiáng)系統(tǒng)基礎(chǔ)上,面向大眾、觸手可及、隨需而用的公共服務(wù)正在不斷開發(fā)和提供。
通過北斗高精度,手機(jī)定位可以實(shí)現(xiàn)1米的定位精度,特別是在衛(wèi)星信號(hào)觀測環(huán)境較差、短時(shí)間完全遮擋的情況下,手機(jī)終端通過高精度定位解決方案中的增強(qiáng)定位服務(wù),可解決手機(jī)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(yīng)用方面,北斗高精度定位可以實(shí)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(jí)精度定位進(jìn)行測量劃定,支持后臺(tái)對(duì)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(dǎo)規(guī)范停車,減少城市管理成本。
