解密北斗三號“收官之星”:“大個子”凸顯北斗特色

2020年06月23日10:16  來源:人民網-科技頻道
 

人民網北京6月23日電(趙竹青)6月23日,第55顆北斗導航衛星成功發射。這是北斗三號全球衛星導航系統第三顆地球同步軌道衛星(GEO衛星,被抓總研制單位中國航天科技集團有限公司五院北斗人稱為“吉星”),因為在“吉星”家族中排行老三,大家也親切稱呼第55顆北斗導航衛星為“嚞(音“哲”zhé)星”。

GEO系列衛星雖然數量不多,但是作用關鍵,作為一顆駐守在高軌天疆的“大塊頭”,“嚞星”肩負顯著增強北斗三號整體技術指標的職責,還攜帶了很多神器,為北斗三號在軌運行和應用之路開疆拓土。

隨著“嚞星”在北斗三號全球組網“大棋局”的落子定盤,北斗三號30顆組網衛星已全部到位,北斗三號全球衛星導航系統星座部署全面完成。

北斗特色躍升至全新高度

北斗三號全球衛星導航系統由MEO衛星(地球中圓軌道衛星)、IGSO衛星(傾斜地球同步軌道衛星)和GEO衛星(地球靜止軌道衛星)三種不同軌道的衛星組成,包括24顆MEO衛星,3顆IGSO衛星和3顆GEO衛星。相對於靈動活潑的MEO衛星、飄逸優雅的IGSO衛星,吉星家族安靜地駐守在我們上方36000公裡的天疆,高高地深情凝視著兄弟們的工作,雖然自身也具備十八般武藝,但是他們給自己賦予更重要的使命——為北斗導航系統的技術指標提升提供增強服務。

作為北斗家族中的“大個子”,吉星家族具有寬大的體型和強壯的體魄。吉星採用的衛星平台,正是五院研制的東方紅三B(導航)衛星平台,是我國現役規模較大的衛星平台之一。強大的承載能力讓“嚞星”和兩位哥哥一樣,具備無線電導航、無線電測定、星基增強、精密單點定位、功率增強、站間時間同步和定位六大本領,可為我國及周邊地區用戶提供導航及增強服務。

吉星家族沿襲了北斗系統最鮮明的特色,有源定位和短報文通信,是中國北斗系統的創舉。

有源定位,利用無線電測定技術,這可是北斗特有的“基因”,通過兩顆GEO導航衛星聯手,不僅能回答用戶“我在哪”,還能告訴關注著用戶行蹤的相關方“你在哪”,在搜救、漁業等領域被廣泛使用,是保障民生安全的“千裡眼”。

北斗三號的短報文通信能力顯著提升,信息發送能力從一次120漢字提升到一次1200漢字,突發情況時無需字斟句酌,足以將情節一次性說清楚,還可發送圖片等信息,應用場景更為豐富。

此外,北斗三號的服務能力較北斗二號拓展了10倍,在通信、電力、金融、測繪交通、漁業、農業、林業等領域,更多的人可以享受到北斗導航系統的普惠服務。

今年3月份,北斗三號第二顆GEO衛星就位后,北斗系統新體制下有源定位功能得到驗証,拉開了無線電測定功能全面升級的序章。隨著“嚞星”的入列,北斗三號吉星三兄弟在太空團聚,將在赤道上拉開更大距離,為“一帶一路”沿線更廣闊的區域提供服務,北斗特色將躍升到一個新的高度。

北斗導航是新基建的基建

“嚞星”作為北斗全球導航系統的最后一顆“收官之星”,秉承北斗研制一直以來堅定走國產化道路的思想,在國產化方面也是集大成之作。

“關鍵核心技術是要不來、買不來、討不來的”,這一點五院北斗人在北斗研制的道路上感觸很深。他們經歷過關鍵單機和元器件被“卡脖子”的挫折,但始終沒有動搖走自主可控道路的決心,因為深知北斗是國之重器,事關國防現代化建設和國民經濟發展。

據航天科技集團五院北斗三號衛星總設計師陳忠貴介紹,北斗導航系統面向國家安全、社會經濟發展、人民生活提供時間基准、空間位置基准,對國家的重要性和人民生活的影響程度非常大。比如當前的熱點新基建,也將是我國建設發展下一階段的重要方向,時間基准和空間位置基准就是至關重要基礎,北斗導航系統是新基建的基建,基礎的基礎。

以國為重是北斗的核心價值觀,自力更生是北斗的風骨,不斷創新則是北斗的靈魂。

“高精度的太空燈塔如何建立起來?自己的位置誰來測?怎麼保持穩定?並且多顆衛星如何能夠安全、可靠地工作?”在被問到建設北斗全球導航系統難在哪兒的時候,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用通俗易懂的語言提出了“北斗靈魂四連問”。

“四連問”涉及到從衛星本體構造、導航總體技術、核心單機研制、自主創新突破四個方面。國產化之路,步履艱難,通過三代北斗系統的探索與實踐,終有所成。

北斗一號解決了衛星最基本的問題,諸如供配電的太陽帆板,是為衛星提供由光轉為電的部件,以及控制系統的轉動機構,這些核心產品的國產化,讓北斗衛星的身體有了一副中國體格。

北斗二號打破了國外的技術封鎖,攻克了以導航衛星總體技術、高精度星載原子鐘等為代表的多項關鍵技術,讓衛星導航系統“心臟”跳動出中國心率。

北斗三號更是一馬當先,開始了從並跑到領跑的征程。五院衛星團隊在謝軍、遲軍、王平、陳忠貴等專家的帶領下,率先提出國際上首個高中軌道星間鏈路混合型新體制,形成了具有自主知識產權的星間鏈路網絡協議、自主定軌、時間同步等系統方案,填補了國內空白﹔建立了器部件國產化從研制、驗証到應用一體化體系,徹底打破了核心器部件長期依賴進口、受制於人的局面。擁有了自主知識產權和核心技術,北斗導航衛星單機和關鍵元器件國產化率達到100%。

幾十年上下求索,幾十年光陰如梭。三代北斗系統披荊斬棘,傳承接力,終於不負時光,在太空交出了一份閃亮答卷。

(責編:趙竹青、呂騫)