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发布日期:2024-04-29 23:21    点击次数:178
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  转自:中国经济周刊开云在线

  2020年6月23日9时43分,跟随西昌卫星发命中心一声巨响,北斗系统第55颗导航卫星收效放射。象征着北斗三号全球卫星导航系统星座部署圆满完成,这个时分,足足比斟酌提前了半年。

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  同庚7月31日,中国向天下提奥妙书——北斗三号全球卫星导航系统建成并洞开,中国成为天下第三个孤苦领有全球卫星导航系统的国度。

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  中国北斗,“星火”燎原。

  三年间,动作首要时空基础设施,北斗系统已平常欺诈于国度经济社会发展各行业规模,助力各行业转型升级、提质增效。

  同期,动作长入国招供的四大全球卫星导航系统之一,北斗系统已职业全球200多个国度和地区用户,在民航、海事、搜救等规模积极实践国际义务,为鼓吹构建东谈主类气运共同体孝顺中国力量。

  近日,在北斗三号全球卫星导航系统建成并洞开三周年之际,《中国经济周刊》记者独家采访卫星系统研发团队、中国卫星导航定位协会,实地调研多家北斗产业及有关领军企业,与北斗系统总联想师、行业协会、上市公司、资深从业者等深度对谈,空谈产业发展近况及问题,汇聚对于产业发展的建议,共谋北斗产业高质地发展。

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  “天上建好,地上用好”,是北斗系统的标语。

  时于本日,北斗系统平常欺诈于国度经济社会发展各行业规模,助力各行业转型升级、提质增效,产生显耀的经济效益和社会效益。

  2020年,在北斗三号全球卫星导航系统认真洞开明,《中国经济周刊》记者专访了北斗三号卫星系统总联想师、中科院轻细卫星编削揣摸院副院长林宝军,听这位“北斗狂东谈主”切身申报北斗的“天下最初”是若何真金不怕火成的。

  时隔三年,如今北斗卫星运行效果奈何?下一阶段的任务是什么?近日,《中国经济周刊》再次对话林宝军,探寻谜底。

  影相:《中国经济周刊》首席影相记者  肖翊

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  北斗系统精度比GPS高一个量级

  天下四大卫星导航系统辞别为好意思国的全球定位系统(GPS)、俄罗斯的格洛纳斯定位系统(GLONASS)、欧洲的伽利略卫星定位系统(Galileo)和中国的北斗卫星导航系统(BDS)。

  “这四大导航系统里,原来北斗的想法是争二保三。但当今来看,北斗系统运行效果超出预期,举座中枢有蓄意仍是独特GPS,是天下一流的。”林宝军繁盛地说。

  他回忆谈,一次调研中当他向别东谈主说出雷同谜底时,对方胆怯地质疑:“GPS是好意思国航天三个里程碑式后果之一,你们才干十几年,是不是一些有蓄意在特定的情况下比别东谈主好,就说成是独特别东谈主了?”

  林宝军坚忍地回答“不是”。

  导航系统中,用于计量时频(时分和频率统称为时频)的精密仪器——星载原子钟,可谓卫星的“腹黑”,亦然技巧制高点。它的每一次越过王人平直决定着卫星定位、测速和授时功能的精度。某种进度上,谁的原子钟作念得更好,谁的导航系统就作念得更好。

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  也曾,在北斗二号系统研制初期,星载原子钟在国内尚属技巧空缺,想从外洋引进,却被好几家厂商以“躲闪”为由,一口谢绝。

  “北斗之父”、中国科学院院士孙家栋说:“咱们再也不可对入口居品存在依赖性了。星载原子钟必须下决心我方搞,即是砸锅卖铁也要作念出我方的品牌。”

  如今,北斗三号组网星装上了“中国心”,还“豪横”地接管了“一星两钟”,即同期树立两个氢钟和两个铷钟。林宝军详解:“咱们发明并接管原子钟无缝切换技巧——让氢钟和铷钟同期责任,一朝任何一方出现问题,坐窝切换至另一方,切换时相位格外仅为20皮秒(1皮秒等于一万亿分之一秒),用户毫无嗅觉。”

  对于这项技巧上风,三年前,林宝军说:“北斗卫星的精度媲好意思国GPS导航系统高约10倍,每300万年才会差一秒。”

  经由三年的在轨考证,他给出愈加细目的回答——“在时频精度上,北斗卫星比GPS高出近一个量级”。

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  此外,为了使北斗从区域走向全球,北斗系统全球开创冲突了Ka频段这种测量型的星间链路技巧。这项技巧使咱们总共北斗卫星连成一个大网,每颗星之间不错“通话”,不错测距,一星通、星星通,使卫星定位的精度大幅度提高。

  据先容,导航卫星不同于其他功能卫星,精确度高度依赖及时的测运控。测运控可浅显相识为,对运行中的导航卫星进行追踪、测量和放手,并负责通盘卫星导航系统的运行放手。

  我国国土资源有限,好多卫星无法及时进行监测,精度就无从保证。通过Ka相控阵星间链路技巧,让能看到的星和看不到的星进行通话和传输。

  “一运转总共东谈主王人认为,这种处置决策仅仅个揣摸标的,连好意思国东谈主王人还没作念出来,中国东谈主不可能作念出来。事实阐发,咱们不仅作念出来了,况兼这种基于国内测站完了全球星座运营的编削形貌,如故富厚着实、天下最初的。”林宝军说。

  CPU芯片是卫星最为中枢的元器件之一,北斗三号初度接管了国产龙芯。“内容在天上责任时,原来用的入口芯片大约一周会出现一次单粒子事件(空间高能粒子的影响,把芯片中的二进制数1打成0、0打成1),但龙芯在轨累计责任逾46万小时,单粒子翻转为0,保证了北斗系统的超高富厚性。”

  除了运行并吞富厚可靠,北斗系统的功能也更强大。

  据先容,除具备其他三大导航系统王人有的定位功能外,北斗三号还提供6项特色职业,即全球短报文、区域短报文、星基增强、地基增强、搜救职业和精密单点定位,性能方面达到“东谈主无我有、东谈主有我优”。

  影相:《中国经济周刊》首席影相记者  肖翊

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  发备份星是因为组网星出问题?

  一般来说,对卫星导航系统而言,可见星的数目和好的几何脾气决定着定位的精确性。

  从星座组成来讲,GPS、格洛纳斯和伽利略均接管中轨谈地球卫星,卫星轨谈距离地球名义约20000千米;北斗系统则接管低中高轨谈结合的组网形貌,除有24颗中轨谈地球卫星外,还有6颗距离地表约36000千米的高轨谈地球卫星。

  “高轨谈卫星的参与,让中国及相近地区北斗系统的可见星数更多,定位更快、精度更高,尤其在低纬度地区,特别在高楼林立的城市中,其性能上风更为显着。”林宝军说。

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  他以我方在上海办公室测试的可见星为例。“其时接纳到20颗北斗卫星,十二三颗GPS卫星,八九颗格洛纳斯卫星。当今大部分智妙手机兼容四大卫星导航系统,汇聚的总共信号共同解算位置,北斗的可见星多,即是北斗系统在起主要作用,特别是在国内。”

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  近期,北斗系统的高轨星座再添新成员。

  2023年5月17日10时49分,我国在西昌卫星发命中心用长征三号乙输送火箭,收效放射第56颗北斗导航卫星。该卫星属地球静止轨谈卫星,是2020年北斗三号全球组网以来放射的首颗,亦然独逐个颗高轨备份卫星。入轨并完成在轨测试后,将接入北斗卫星导航系统。

  该卫星将增强系统的可用性和肃穆性,进步系统现存区域短报文通讯容量三分之一,还有助于用户完了快速高精度定位。

  联系词,首颗备份星的放射,也让一些质疑声息出现:“发备份星是因为组网星出了问题?”

  对此,林宝军给出明确复兴。一般来说,一年发2~3颗备份星是行业成例。北斗三号组网星的联想寿命为10年,在轨时期判辨很好。备用星是在轨待命,组网星并未出现任何问题。

  他还用早期放射的北斗导航教育卫星为例,进一步阐发北斗卫星的超高性能。“2015年3月30日放射的首颗新一代北斗导航卫星,联想寿命是3~5年,现时在轨运行8年,功能一切正常。当今该星承载更多科学实验,属于超期入伍。”林宝军说。

  据先容,最新“入列”的第56颗北斗导航卫星,接管更高处明智商的国产化中枢处理器件,接管更优胜的抗空间环境联想,进行了一些信号播发性能的进步。

  林宝军露馅,除了这颗备份星,我国后续还斟酌发命中圆地球轨谈(即MEO卫星,是北斗全球组网的主力)的备份星,进一步进步和优化北斗系统的肃穆性。

  有担当,真编削,谋跨越

  现时中国北斗的职业空间是地表到地表以上数千公里的规模。对于下一代北斗的建造发展,中国北斗东谈主早在北斗三号系统洞开职业时,便锚定了想法。

  2020年8月3日,国务院新闻办举行的新闻发布会上,中国卫星导航系统料理办公室主任、北斗卫星导航系统新闻发言东谈主冉承其默示,要在2035年前建成愈加泛在、愈加会通、愈加智能的国度概述定位导航授时体系(PNT体系)。概述定位导航授时体系是国度概述定位、导航、授时的一个时空信息规模的体系化构建。它以卫星导航为中枢和基础,并会通现存多样万般编削技巧。特色是更安全、更高性能、更可靠。

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  浅显来讲,PNT体系即是陆海空天一体、室内室外无缝贯串、安全可靠、方便实用的全所在的导航定位体系。

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  在林宝军看来,完了想法要“有担当,真编削,谋跨越”。

  “航天规模有个传统,一个航天器上接管的新技巧不独特30%,但咱们团队研发的卫星接管了100多项自主研发的关节技巧,确实70%王人是新的。”他坦言,当初提议设施受如斯高比例的编削技巧时,好多东谈主王人认为无法完了,致使以为如斯果敢的尝试近乎豪恣,他还被东谈主称为“北斗狂东谈主”。

  在林宝军看来,难冲突的不仅是技巧,还有固有不雅念。“好多年来,寰球王人认为入口的东西更保障。咱们团队认为唯有表面行得通、考证充分,国产不等于不可靠。三年的实施也阐发,自主编削经得起锻真金不怕火”。

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  秉执“真编削”的原则,他及团队仍是在北斗三号卫星上完了了多项“超前”布局的功能,“卫星在轨门径重构”即是其中一项。

  据先容,这项技巧可完了将大地编好的门径上传到星上,让卫星在轨升级里面门径。作念到不再行发新卫星,就能领有“新”卫星。

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背负剪辑:赵念念远 开云在线