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中国的全球卫星系统成了!天上的星星参北斗

南国都市报 2020-06-24 08:30

北斗三号最后一颗全球组网卫星6月23日上午顺利升空。作为北斗全球系统的“收官之星”,这颗卫星的成功发射,标志着北斗全球导航系统的星座部署提前半年圆满完成。

自20世纪北斗工程启动以来,中国北斗人秉承“中国的北斗、世界的北斗、一流的北斗”的发展理念,在具备亚太地区区域服务能力的基础上,进一步建成了覆盖全球的卫星导航网络,力争“让世界的每一个角落都能够享受北斗提供的满意服务”。

由光耀亚太到覆盖全球,中国卫星导航事业就此掀开了崭新的篇章。

2年多,18箭,30颗星,北斗高密度发射组网连战连捷,创造了世界卫星导航的“中国速度”。

星间链路

指卫星和卫星之间的一条路,是航天器与航天器之间具有数据传输和测距功能的无线链路。说白了,就是把卫星都拉到了一个微信群,可以聊天,共享位置。

为啥要对表?

在卫星导航当中,我们是通过时间乘以北斗信号的传播速度,也就是光速,来测量距离的,如果我们的时间差出去一秒,那我们的距离就会差出去3后面零零零零零零零零有8个零这么大的一个距离。所以时间不准的话,人家想去的是丽江,你给定位到了西藏,那可不行。

“星间链路”能干嘛?

我们通过天上卫星之间的网络,就可以只依靠境内的地面站,实现对所有卫星的管理。虽然我们“看不见”处在地球另一面的卫星,但通过“星间链路”,同样能和它们取得联系,这样,不用去国外建地面站,也能实现对全球的覆盖。

能连多少颗卫星?

我们北斗三号的“星间链路”系统,连接的不光是北斗导航卫星,还能和其他类型的卫星相联,比如通信卫星、遥感卫星、资源卫星,还包括探测器、空间站也是可以的,联网的数量可以达到上百颗。

系统组成

空间段

北斗给人们留下印象最深刻的无疑是运行在九天之上的卫星,它们就是北斗的空间段,北斗三号的空间段由30颗卫星组成。

地面段

主控站

基准站

时间同步/注入站

监测站

北斗卫星并不能单独将信号传输到终端,而是经过地面设施完成数据接收、整理、传输等,这就是北斗的地面段。此外,对导航卫星之间进行星间链路运行管理的设施也是地面段的一部分。

用户段

用户段包括北斗及兼容其他卫星导航系统的芯片、模块、天线等基础产品,以及终端设备、应用系统与应用服务等。它们中有很多是消费者直接购买使用的终端产品,为人们所熟知。

北斗特色

高轨卫星更多,抗遮挡能力强

卫星的设计寿命达到12年,达到国际导航卫星的先进水平。

创新融合导航与通信功能,系统功能能高度集成

提供多频点导航信号,提高服务精度

北斗之最

我国自主建设、独立运行

我国迄今为止规模最大、覆盖范围最广、性能要求最高的巨型复杂航天系统

独创“三种轨道”混合星座

全球首个提供三频信号服务

北斗三号

GEO

静止轨道卫星在轨3颗

轨道高度36000公里

被亲切地称为“吉星”,为北斗导航系统的技术指标提升提供增强服务。强大的“体格”,让它具备导航定位授时、短报文通信、星基增强、精密单点定位等本领。

IGSO

倾斜轨道卫星在轨3颗

轨道高度36000公里

飘逸优雅,轨道高度与地球静止轨道卫星相同,其轨道面与地球赤道面之间的夹角为55度,运行轨迹点就像是在跳“8”字舞,始终聚焦亚太地区。

MEO

中圆轨道卫星在轨24颗

轨道高度20000公里

灵动活泼,其轨道面与地球赤道面之间的夹角为55度,绕地球旋转运行,通过多颗卫星组网可实现全球覆盖,北斗中圆轨道卫星星座回归特性为7天13圈。

北斗三号系统2009年启动建设,今年完成星座部署。北斗三号标称星座一共有30颗卫星。这30颗卫星,包括24颗中圆地球轨道(MEO)卫星、3颗地球静止轨道(GEO)卫星,以及3颗倾斜地球同步轨道(IGSO)卫星。正式开展星座组网之前,北斗三号还发射了5颗试验卫星进行技术验证。因此,北斗三号总共发射的卫星数量是35颗。

北斗二号

北斗二号系统从2004年开始建设。2007年4月14日,北斗二号系统的第一颗卫星成功发射,此后卫星向下发送信号,中国正式启用了申报的频率资源,也正式拉开了北斗系统建设的帷幕。北斗二号系统的第一颗卫星成为我们通常说的第一颗北斗导航卫星。到2012年,北斗二号14颗星座组网并平稳接续北斗一号。北斗二号除了14颗标称星座之外,还发射了备份卫星、试验卫星等6颗卫星,加起来,北斗二号总共发射了20颗卫星。

北斗一号

北斗一号系统从1994年开始建设,到2003年建成,其间共发射了3颗卫星。有1颗是在轨备份卫星。到2007年,又发射了1颗接续卫星。北斗一号系统实现了我国卫星导航系统从无到有的跨越,其主要使命是探索适合我国国情的卫星导航技术路线,这4颗卫星都称为北斗导航试验卫星,它们已经陆续到寿退役了。

三大功能

授时

导航

定位

在全球范围内,北斗系统的授时精度优于20纳秒;在亚太地区,授时精度优于10纳秒。1纳秒等于十亿分之一秒。

地面应用

防疫

2020年初,一场抗击新冠肺炎疫情的阻击战在神州大地打响。中国北斗快速响应、全面融入。火神山、雷神山医院的修建引发“全民围观”,为复杂地形地貌实现高精度定位、精确标绘的,正是北斗。无人机精准喷洒等防疫作业,为其提供高精度数据的,也是北斗。物资运输车辆实时监管调控,智能机器人将各地送达的医疗物资快速送往医院隔离区,背后的支持系统,还是北斗。

手机

在中国入网的智能手机,已经有70%以上提供了北斗服务。智能手机已成为卫星导航系统最主要的应用领域之一。基于北斗的导航服务已被电子商务、移动智能终端制造、位置服务等厂商采用,广泛进入中国大众消费、共享经济和民生领域,深刻改变着人们的生产生活方式。

珠峰测量

不久前的5月27日,中国登山健儿又一次登上世界海拔最高的珠穆朗玛峰峰顶。“今年,我们同时参考四大导航系统,并以北斗的数据为主!”自然资源部第一大地测量队队长李国鹏说。

交通

让交通更加可控安全。目前国内有超过650万辆运营车辆、4万辆邮政和快递车辆,36个中心城市约8万辆公交车已经运用了北斗系统。

抗灾

让人民生命财产安全更有保障。在地质灾害多发地区,北斗能够实时监测、预判危险、及时报警。

农业

让劳动生产效益大幅提升。在东北、新疆广阔的田野上,农业机械安装北斗终端,使复播准确率提高到100%,农药节省40%。

检测

北斗高精准燃气泄漏检测车已经在北京投入使用。利用北斗高精准燃气泄漏检测系统,可以迅速灵敏地检测出周围150米范围内的燃气泄漏点,并对其精准定位。

短报文

短报文通信是北斗的独家秘笈。中国及周边地区短报文通信服务,单次可发1000个汉字。全球短报文通信服务,单次可发40个汉字。目前,我国7万多只渔船和执法船安装了北斗终端,渔船遇险可通过短报文求救,目前已累计救助1万多人。

未来

与新一代通信、区块链、人工智能等新技术加速融合,北斗应用新模式、新业态、新经济不断涌现。在工业互联网、物联网、车联网等新兴应用领域,自动驾驶、自动泊车、自动物流等创新应用层出不穷。

“北斗的应用只受到想象力的限制。”北斗人自信且自豪的话语,更昭示着一个更加智能、更加便捷、更加美好的未来。

本版文字据新华社、人民日报微信公众号、央视新闻客户端

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