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北斗三号性能将与GPS相当 服务区域将扩展至全球

2017-11-06 08:08:12 付毅飞 来源:科技日报  责任编辑:周冬   我来说两句

5日,随着北斗三号卫星首次发射,中国北斗拉开了全球组网序幕,将阔步走向世界。

建设高性能、高可靠的北斗全球卫星导航系统,是我国科技领域中长期发展规划的16项重大专项之一。该系统建设既是对北斗区域系统的完善与升级,更是瞄准世界一流卫星导航系统的攀登。

中国航天科技集团五院北斗三号工程副总设计师、卫星首席总设计师谢军介绍,相比北斗二号区域系统,北斗三号的服务区域将扩展至全球。同时实现了下行导航信号升级与改造等关键技术的突破,将为用户提供更优质的服务。系统建成后,性能将与GPS相当,使我国卫星导航系统达到国际先进水平。

不仅信息相通,还能“保持队形”

北斗系统不可能像GPS那样,在全球建立地面测控站。为了解决境外卫星的数据传输问题,研制团队采取星间、星地传输功能一体化设计,实现了卫星与卫星、卫星与地面站的链路互通。就是说,虽然地面站无法直接联系飞在地球另一面的北斗卫星,但通过卫星之间的通信,照样能把数据传输回来。

星间链路技术不仅能让“太空兄弟”间信息相通,还能通过全新网络协议、管理策略和路由策略,让它们相互测距,自动“保持队形”,可以减轻地面管理维护压力,解决了卫星境外监测的难题,成为北斗三号系统的一大特色。

寿命更长,服务才能连续稳定

就像停水停电影响城市生活一样,卫星导航服务一旦中断,国家和社会的正常运行会受到很大影响。因此,卫星导航系统的可靠性、连续性面临着苛刻的要求。

五院北斗三号卫星总指挥迟军介绍,北斗三号卫星具备60天以上完全自主运行能力,即使地面站出现故障,卫星仍能够正常在轨工作。

同时,北斗三号凭借多项可靠性措施,不仅具备故障自我诊断、修复能力,而且设计寿命达十年以上,达到了国际导航卫星先进水平,为系统服务的连续、稳定提供了保证。

新一代原子钟力助导航“指哪到哪”

对导航卫星来说,星载原子钟是确保导航定位精度的关键设备。该设备可利用原子跃迁频率稳定特性保证产生时间的精准性,目前国际上主要有铷原子钟、氢原子钟、铯原子钟等。

五院北斗三号卫星总设计师王平介绍,北斗三号卫星配置了五院西安分院抓总研制的新一代铷原子钟,其频率稳定度较北斗二号系统提高了10倍,达到世界先进水平。该技术的进步,能直接推动北斗导航系统的定位精度由10米级向米级的跨越,测速和授时精度也将同步提高一个量级。

同时,北斗三号卫星还配置了中国航天科工集团二院203所新研制的氢原子钟。氢原子钟质量和功耗比铷原子钟大,但稳定性和漂移率等指标更优。2015年,国产氢原子钟首次在北斗三号试验卫星上应用验证,至今功能、性能稳定。两种原子钟配合应用,将力助北斗导航“指哪到哪”。

敞开胸怀,造福全球“一家人”

当今世界,GPS、北斗、格洛纳斯、伽利略四大卫星导航系统争奇斗艳,若全部建成,全球导航卫星将达百颗以上。如何看待与其他导航系统的关系?北斗系统自建设之初就给出了答案,始终践行“中国的北斗,世界的北斗”理念,要与其他卫星导航系统相互兼容、共同发展,造福全球“一家人”。

在这一原则指导下,北斗系统设计了兼容互操作技术,为用户能在终端上接收多个信号提供了基础,由此带来的便利性将保证全球用户利益的最大化。

如今,中国北斗已敞开胸怀,等待世界的接纳。

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