北斗未来将用于何处?总师们来解答……


北斗未来将用于何处?总师们来解答……

北斗三号全球系统技术独具特色

服务性能强于其他系统

央广网6月23日消息(记者王锐涛 张棉棉)随着北斗三号全球卫星导航系统最后一颗组网卫星发射成功,北斗全球系统建设即将完美收官。那么,北斗系统有哪些独创设计?相比其他系统又有哪些优势?下一步建设发展目标是什么?就相关话题,请听总台央广记者采制的报道。

北斗三号全球卫星导航系统星座由3颗静止轨道卫星、3颗倾斜轨道卫星和24颗中圆轨道卫星构成。北斗卫星导航系统工程总设计师杨长风说,三种不同轨道卫星的混合星座布局是中国的独创设计,三类卫星都有定位导航授时功能,但也有自己的特色服务。

杨长风:24颗中圆轨道卫星是北斗三号系统的核心星座,它确保了北斗三号系统能均匀覆盖全球。在全球的任何一个地方,用户都可以得到北斗卫星导航系统的高精度的服务。

3颗静止轨道卫星,主要运行在地球静止轨道,能为亚太地区提供大容量的短报文通信、星基增强、精密单点定位等特色服务。

3颗倾斜轨道卫星,运行在倾斜地球同步轨道。

全球星座部署和区域星座部署相结合,正是北斗独创的一门技术,既可以实现全球覆盖、服务全球,又可以突出服务重点,提供特色服务。

杨长风总师介绍,北斗三号全球系统采用了星间链路技术,让所有北斗卫星连成了一张网,星与星之间可以通讯、测距,使定位精度大幅提高,为北斗真正建成一个全球系统发挥了重大作用。

杨长风:一般来说,全球卫星导航系统的建设都需要在全球部署测控站。我们应用星间链路技术以后,可以通过卫星和卫星之间的互联互通,解决地面布站的难题。同时星间链路技术可以使我们卫星定位精度成倍增加。对于北斗三号系统来说,这是一个至关重要的技术。

除了星间链路技术,北斗三号全球系统还在高稳定性信号播发通道、有源和无源定位一体化、星载原子钟高精度高稳定热控等众多关键技术上实现了突破,所有关键部组件实现100%国产化。北斗卫星导航系统工程副总设计师、北斗三号导航卫星总设计师谢军介绍说,北斗三号卫星搭载有自主研发的新型氢原子钟并成功应用了原子钟无缝切换技术,时频精度进一步提升。

谢军:原子钟是导航卫星的核心产品。目前,北斗三号静止轨道卫星、同步轨道卫星都配有氢原子钟和铷原子钟。两种原子钟组合起来使用,既可以保证高精度的测量要求,同时也可以减少卫星跟地面进行比对校准的工作量。我们的铷原子钟因为起步攻关的比较早,目前它的电性能的技术指标是国际一流,国际领先的。

同时,谢军表示,与上一代产品相比,北斗三号卫星更加小型化、集成化。

谢军:北斗二号中圆轨道卫星,当时为了完成三频的导航信号功能,做出的产品相对来讲比较大一些,当时重量是两吨一。我们现在通过技术方案的优化,北斗三号卫星完成同样的功能,同时还搭载了一些其他的功能,一颗卫星就只有一吨多一点。我们国家卫星产品在小型化、集成化方面有了显著进步。北斗二号为了产生用户所需的导航信号,我们可能要5、6台单机设备,到北斗三号基本上就是一台或者再有另外一台作辅助,就可以完成,进步是非常大的。

资料图:北斗、俄国GLONASS、欧盟伽利略、美国GPS

目前,美国、俄罗斯、欧盟都建立了自己的卫星导航系统,并面向全球用户提供服务。北斗卫星导航系统工程副总设计师杨元喜表示,与其它系统相比,北斗服务功能最为全面,在亚太地区定位精度处于顶尖水平。

杨元喜:我认为在服务功能上我们是最强大的,因为我们是整体设计的。他们有导航、定位、授时和国际搜救服务,我们都有。卫星的精密单点定位是我们特有的,亚太地区一千个汉字的报文通讯是我们特有的。从这个意义上说,我们的功能是强大的。在服务性能定位性能上,目前我们和GPS是相当的,在亚太地区可能比GPS略好。

杨元喜同时指出,北斗系统在基本功能和设计上走在了世界前列,未来仍有持续优化和改进的空间。

杨元喜:目前,星基增强、精密单点定位是由静止轨道卫星承担的。为了让功能实现得更好,未来能不能让倾斜轨道卫星也来做呢?如果可以,导航系统就不会有“南墙效应”。因为同步卫星都在赤道上,如果用户正好南边有一个高楼大厦,三个同步卫星都看不到了,星基增强就可能中断。

资料图:中国北斗卫星导航系统

据了解,到2035年,我国还将建成以北斗系统为核心,更加泛在、更加融合、更加智能的综合定位导航授时体系。杨元喜表示,在深空、深海、室内、地下构建统一的定位导航授时系统将成为北斗团队重点科研攻关方向。

杨元喜:从深空到深海,我们在不同层次的空间都可能有提供定位、导航和授时服务的信息源,这是未来我们要建设的一个系统。就像我们在地面可以建很多大地控制点一样,我们可以把这些点建在海底。这些控制点就可以发射信标,可以为水下的载体提供导航定位授时服务。但是,在海洋建点的难度可能超过空间,首先供电就是一大难题,其次整个海洋的物理环境不停地在变化,况且一个海底的声呐信标寿命现在还比不上卫星的寿命,这都是对我们提出的挑战。