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30颗卫星全部就位!北斗三号全球卫星导航星座部署顺利收官
2020-06-23 15:02:00  来源:澎湃新闻

6月23日,由中国航天科技集团有限公司五院抓总研制的第55颗北斗导航卫星成功发射。

这是北斗三号全球卫星导航系统第三颗地球同步轨道卫星(GEO卫星,被五院北斗人称为“吉星”)。GEO系列卫星虽然数量不多,但是作用关键,作为一颗驻守在高轨天疆的“大块头”,该卫星肩负显著增强北斗三号整体技术指标的职责,还携带了很多神器,为北斗三号在轨运行和应用之路开疆拓土。

随着此次发射的成功,北斗三号30颗组网卫星已全部到位,北斗三号全球卫星导航系统星座部署全面完成。

北斗特色跃升到新的高度

我国从上世纪80 年代开始探索适合国情的卫星导航系统发展道路,并逐步形成了“三步走”发展战略。2000年年底,建成北斗一号系统,向中国提供服务;2012年年底,建成北斗二号系统,向亚太地区提供服务。在北斗二号正式提供区域导航定位服务前,北斗三号全球导航系统的论证验证工作已经展开。2017年11月5日,长征三号乙运载火箭成功发射两颗北斗三号全球组网卫星,拉开了北斗三号全球卫星导航系统星座部署的序幕。

北斗三号全球卫星导航系统由MEO卫星(地球中圆轨道卫星)、IGSO卫星(倾斜地球同步轨道卫星)和GEO卫星(地球静止轨道卫星)三种不同轨道的卫星组成,包括24颗MEO卫星,3颗IGSO卫星和3颗GEO卫星。相对于灵动活泼的MEO卫星和飘逸优雅的IGSO卫星,“吉星”卫星家族运行在离地球36000公里的轨道上。

“吉星”采用的卫星平台,正是五院研制的东方红三B(导航)卫星平台,是我国现役规模较大的卫星平台之一。强大的承载能力让卫星具备无线电导航、无线电测定、星基增强、精密单点定位、功率增强、站间时间同步和定位六大本领,可为我国及周边地区用户提供导航及增强服务。

“吉星”家族沿袭了北斗系统最鲜明的特色,有源定位和短报文通信,是中国北斗系统的创举。有源定位,利用无线电测定技术,这可是北斗特有的“基因”,通过两颗GEO导航卫星联手,不仅能回答用户“我在哪”,还能告诉关注着用户行踪的相关方“你在哪”,在搜救、渔业等领域被广泛使用,是保障民生安全的“千里眼”。北斗三号的短报文通信能力显著提升,信息发送能力从一次120汉字提升到一次1200汉字,突发情况时无需字斟句酌,足以将情节一次性说清楚,还可发送图片等信息,应用场景更为丰富。此外,北斗三号的服务能力较北斗二号拓展了10倍,在通信、电力、金融、测绘交通、渔业、农业、林业等领域,更多的人可以享受到北斗导航系统的普惠服务。

今年3月份,北斗三号第二颗GEO卫星就位后,北斗系统新体制下有源定位功能得到验证,拉开了无线电测定功能全面升级的序章。随着第三颗“吉星”的入列,北斗三号“吉星”将在赤道上拉开更大距离,为“一带一路”沿线更广阔的区域提供服务,北斗特色将跃升到一个新的高度!

当前,国外的各卫星导航系统为更好满足用户多元化需求,都在下一代系统或升级换代设计中将提供特色服务作为发展方向。中国的北斗特色引领了世界,彰显出了我国的大国担当和作为!

国产化的集大成之作

作为北斗全球导航系统的最后一颗“收官之星”,此次发射的“吉星”秉承北斗研制一直以来坚定走国产化道路的思想,在国产化方面也是集大成之作。

“关键核心技术是要不来、买不来、讨不来的”,这一点五院北斗人在北斗研制的道路上感触很深。他们经历过关键单机和元器件被一些国家“卡脖子”的挫折,但始终没有动摇走自主可控道路的决心。因为五院北斗人深知北斗是国之重器,事关国防现代化建设和国民经济发展。

据航天科技集团五院北斗三号卫星总设计师陈忠贵介绍,北斗导航系统面向国家安全、社会经济发展、人民生活提供时间基准、空间位置基准,对国家的重要性和人民生活的影响程度非常大。作为基础标称的时间和空间信息,如果由别人提供,安全感何来?比如当前的热点新基建,也将是我国建设发展下一阶段的重要方向,时间基准和空间位置基准就是至关重要基础,北斗导航系统是新基建的基建,基础的基础。

以国为重是北斗的核心价值观,自力更生是北斗的风骨,不断创新则是北斗的灵魂。

在被问到建设北斗全球导航系统难在哪儿的时候,“高精度的太空灯塔如何建立起来?自己的位置谁来测?怎么保持稳定?并且多颗卫星如何能够安全、可靠地工作?”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用平实的语言提出了“北斗灵魂四连问”。

“四连问”涉及到从卫星本体构造、导航总体技术、核心单机研制、自主创新突破四个方面,国产化之路,步履艰难,通过三代北斗系统的探索与实践,终不负时光,交出了一份闪亮答卷。

北斗一号解决了卫星最基本的问题,诸如供配电的太阳帆板,是为卫星提供由光转为电的部件,以及控制系统的转动机构,这些核心产品的国产化,让北斗卫星的身体有了一副中国体格。北斗二号打破了国外的技术封锁,攻克了以导航卫星总体技术、高精度星载原子钟等为代表的多项关键技术,让卫星导航系统“心脏”跳动出中国心率。北斗三号更是一马当先,开始了从并跑到领跑的征程。五院卫星团队在谢军、迟军、王平、陈忠贵等专家的带领下,率先提出国际上首个高中轨道星间链路混合型新体制,形成了具有自主知识产权的星间链路网络协议、自主定轨、时间同步等系统方案,填补了国内空白;建立了器部件国产化从研制、验证到应用一体化体系,彻底打破了核心器部件长期依赖进口、受制于人的局面!北斗导航系统铸造了“中国灵魂”。

拥有了自主知识产权和核心技术,北斗导航卫星单机和关键元器件国产化率达到100%,核心技术可控是中国空间事业创新发展的关键,这也是强国路上北斗人最赤诚的献礼!

双重考验下确保卫星无隐患

在疫情和严峻质量形势的双重考验下,五院卫星试验队经历了一段特殊的发射场历程,北斗铁军顶住压力绽放昂扬风采,拼尽全力冲刺全球组网收官战。

第三颗“吉星”试验队2020年4月2日出征发射场,近两个半月的发射场经历,在历次发射场任务中是连续在场时间最长的一次。

鉴于疫情影响,试验队提前谋划,将短线项目提前准备,提前开展。有的队员春节后2月1日进场,3月中旬才结束上一发吉星的发射任务,为了能够更好完成卫星进场前的辅线工作,就留在了发射场,连续两发任务下来,2020年已经过去了一半。工作节奏并没有因为在发射场时间延长而舒缓,反而更加紧张。试验队主动加码,严上加严、细上加细,一遍遍进行数据判读和核查,确保卫星不留一丝隐患上天。尽管在发射场坚守的都是有着丰富进场经历的“老北斗人”,但是大家普遍反映,这次发射场任务是最累的一次,精神高度紧张地审文件、查数据、做记录、想预案,“为了不留隐患、不留遗憾,得拼啊”队员们开玩笑说。

长期驻守发射场,舍小家顾大局,尽管心中有对家人的愧疚,可北斗人却无怨无悔。“北斗是我们的孩子,为了宝贝茁壮成长,吃再多的苦、受再多的累,都值得!”这是北斗人的共同心声。

从北斗三号开局任务三进发射场,到北斗三号收官任务坚守阵地,越是逆境时越能看到北斗铁军无畏的身影。“要求更严、工作更细、标准更高、作风更硬”,顽强的北斗铁军用“四更”标准确保收官任务万无一失,无愧于肩负的报国使命。

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  编辑:薛培培