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眾星匯齊 北鬥聚力
2020-06-24 07:19:48 來源: 人民日報
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  6月23日,北鬥三號全球衛星導航係統最後一顆組網衛星發射。李 勇攝(人民視覺)

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  6月23日,北鬥三號全球衛星導航係統最後一顆組網衛星成功發射,完成全球星座部署。北鬥三號全球係統星座部署完成,是我國從航天大國邁向航天強國的重要標志。北鬥是我國第一個面向全球提供公共服務的重大空間基礎設施。目前全世界一半以上的國家都開始使用北鬥係統。

  6月23日9時43分,西昌衛星發射中心,長徵三號乙運載火箭成功發射北鬥三號最後一顆全球組網衛星,約30分鐘後衛星順利進入預定軌道,從而在太空搭建起由3顆地球靜止軌道衛星、3顆傾斜地球同步軌道衛星和24顆中圓軌道衛星組成的北鬥三號全球衛星導航係統星座。至此,北鬥三號全球衛星導航係統星座部署比原計劃提前半年全面完成。

  完成星座部署的北鬥三號全球係統,是我國迄今為止規模最大、覆蓋范圍最廣、服務性能最高、與百姓生活關聯最緊密的巨型復雜航天係統,也是我國第一個面向全球提供公共服務的重大空間基礎設施。

  “北鬥專列”成功率100%

  此次北鬥三號全球衛星導航係統星座部署發射收官戰極為關鍵。作為北鬥“母港”,西昌衛星發射中心承擔了全部北鬥衛星的發射任務。據西昌衛星發射中心人力資源部主任趙新介紹,發射場將疫情防控工作納入航天發射任務一體組織籌劃、一體實施推進,以確保發射任務成功。

  994年北鬥衛星導航係統啟動建設。20多年間,西昌衛星發射中心完成44次北鬥發射,先後將4顆北鬥一號試驗衛星、55顆北鬥二號和北鬥三號組網衛星送入預定軌道,任務成功率100%。2017年開啟全球組網以來,兩年半時間,連續成功實施18次北鬥係統組網發射,將30顆北鬥三號導航衛星精準送入預定軌道,創造了全球衛星導航係統發射組網速度新紀錄。

  由長三甲、長三乙、長三丙組成的長徵三號甲係列運載火箭將所有北鬥組網衛星送入太空,贏得“北鬥專列”美譽。

  趙新説,北鬥組網發射能力不斷增強,體現了長徵三號甲係列火箭能力和發射控制技術的不斷提高,也反映出發射場對火箭、衛星測試檢查、質量控制的能力不斷提升,通過採用更加嚴密的組織控制、更加嚴格的質量管控、更加精細的過程管理,使得發射的周期越來越短、效率越來越高、質量越來越好。

  由于北鬥三號全球係統星座是由3種軌道衛星組成的復雜星座,需要長徵三號甲係列火箭具備中、高軌道高度,以及多方向的發射能力。

  中國航天科技集團一院長三甲係列火箭總設計師姜傑介紹,長徵三號甲係列火箭既能夠執行多種地球軌道發射任務,還可以執行地月轉移軌道發射及深空探測任務。同時,長徵三號甲係列火箭還具備大型衛星的雙星發射能力、末級長時間滑行能力、零窗口發射能力和低溫推進劑加注後推遲24小時不泄出再次發射的能力。

  面對空前的北鬥高密度發射挑戰,火箭研制團隊還通過模塊化、通用化、去任務化的方式來設計生産火箭,並首次實現了一支隊伍在發射場同時開展兩發火箭的測試發射工作。

  值得一提的是,技術團隊研制了“太空擺渡車”即遠徵一號上面級,和火箭一起直接將衛星送入工作軌道。火箭將衛星發射到轉移軌道後,由“太空擺渡車”護送衛星入軌“最後一公裏”。這使得衛星入軌時間從數天縮短為數個小時,而且不耗費衛星的燃料。

西安衛星測控中心測控設備做好發射保障。 西安衛星測控中心供圖

承擔海上測控通信任務的遠望6號船在任務海域靜待發射。 中國衛星海上測控部供圖

  北鬥係統對標世界一流

  此次發射的北鬥三號全球係統收官之星是第三十顆北鬥三號衛星,是一顆地球靜止軌道衛星。經過一係列在軌測試入網後,它將和其他北鬥衛星一起提供定位導航授時和其他特色服務,北鬥係統也將真正成為“世界的北鬥”。

  “北鬥係統的技術和能力水平,對標的是世界一流。”據中國衛星導航係統管理辦公室相關負責人介紹,通過對之前29顆北鬥三號衛星的測試,係統能力已達到預期。北鬥三號全球係統星座部署完成,是我國從航天大國邁向航天強國的重要標志。

  北鬥衛星導航係統是我國著眼于國家安全和經濟社會發展需要,自主建設、獨立運行的全球衛星導航係統,最終目標是為全球用戶提供全天時、全天候、高精度的全球定位導航授時服務。完成全球組網後的北鬥三號係統,比北鬥二號係統的服務能力提升約10倍,將成為全球最精準的衛星導航係統之一。據中國航天科技集團五院北鬥三號衛星總設計師陳忠貴介紹,作為國之重器,北鬥導航衛星單機和關鍵元器件國産化率達到100%。

  北鬥衛星導航係統工程總設計師楊長風説,北鬥係統採用3種軌道衛星組成了混合導航星座,這可以保證在全球任何位置、任何時間都可以給出精準的定位。與世界其他衛星導航係統相比,北鬥的高軌衛星更多,抗遮擋能力強,尤其在低緯度地區性能優勢更為明顯。而美國GPS、俄羅斯格洛納斯、歐洲伽利略等導航係統都基本分布在單一高度軌道上。

  “處在中圓軌道的北鬥衛星,能夠繞著地球‘滿場飛’,以求覆蓋到全球更廣闊的區域。處在地球靜止軌道的北鬥衛星,與地球自轉同步,便于實現區域服務。而位于傾斜地球同步軌道的北鬥衛星,則始終聚焦服務亞太地區。”陳忠貴説。

  “北鬥係統創新融合了導航與通信能力,北鬥三號全球係統進一步提升了北鬥獨有的短報文通信服務。”楊長風説,在應急情況下或是沒有移動通信信號的區域,裝有北鬥短報文模塊的北鬥終端可以通過短報文進行緊急通訊。北鬥三號的信息發送能力從原來的一次120個漢字,提升到一次1200個漢字。通信帶寬也進一步提升,從50萬用戶能力提高到500萬用戶。

  中國衛星導航係統管理辦公室相關負責人表示,衛星導航係統作為面向全球用戶提供服務的空間基礎設施,信號在軌連續穩定是重中之重。北鬥三號完成全球組網後,將利用在軌衛星、地面、用戶評估等海量數據,設計一體化智能管理的衛星在軌技術支持平臺,確保北鬥衛星導航係統的連續穩定運行。

  北鬥服務走向全球

  北鬥作為貼近百姓生活的大國重器,越來越深入人心,目前,全世界一半以上的國家都開始使用北鬥係統。目前,北鬥係統已在交通運輸、農林漁業、水文監測、氣象測報、通信時統、電力調度、救災減災、公共安全等領域得到廣泛應用,産生了顯著的經濟效益和社會效益。

  交通運輸方面,北鬥係統應用于重點運輸過程監控、公路基礎設施安全監控、港口高精度實時定位調度監控等領域。截至2019年底,國內超過650萬輛營運車輛、3萬輛郵政和快遞車輛,36個中心城市約8萬輛公交車、3200余座內河導航設施、2900余座海上導航設施已應用北鬥係統,建成全球最大的營運車輛動態監管係統。

  農林漁業方面,基于北鬥的農機作業監管平臺實現農機遠程管理與精準作業,服務農機設備超過5萬臺,精細農業産量提高5%,農機油耗節約10%。北鬥係統為漁業管理部門提供船位監控、緊急救援、信息發布、漁船出入港管理等服務,全國7萬余只漁船和執法船安裝北鬥終端,累計救助1萬余人。

  大眾服務應用方面,北鬥導航定位服務已被電子商務、移動智能終端制造、位置服務等廠商採用,廣泛進入大眾消費、共享經濟和民生領域。據統計,目前我國申請進網的智能手機中支持北鬥的達70%以上。

  據介紹,北鬥高精度及北鬥輔助快速定位用戶已突破5億。北鬥高精度智能手機可以用于汽車的駕駛定位導航。車道級導航可以用于大貨車管理、精細農業、汽車智能駕駛等。更高精度毫米級的應用,可用于建築變形監測和泥石流滑坡等地質災害檢測。

  2019年,我國衛星導航與位置服務産業總體産值達3450億元。截至2019年底,國産北鬥導航型芯片、模塊等基礎産品銷量已突破1億片。北鬥與互聯網、大數據、人工智能等技術融合發展,正構建起以北鬥時空信息為主要內容的新興産業生態鏈,成為北鬥産業快速發展的新引擎。(記者 余建斌 吳月輝 溫 騰)

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【糾錯】 責任編輯: 周楚卿
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