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中國自主研制的北斗三號全球導航系統(tǒng)首發(fā)星日前成功發(fā)射，至此，我國將迎來新一輪北斗組網衛(wèi)星高密度發(fā)射。按照規(guī)劃，到2018年底，將發(fā)射18顆北斗三號組網衛(wèi)星，覆蓋“一帶一路”沿線國家；到2020年左右，完成30多顆組網衛(wèi)星發(fā)射，實現(xiàn)全球服務能力。

轟鳴巨響，長征三號乙運載火箭在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心拔地而起，肩負著“中國的北斗、世界的北斗”的光榮使命直刺蒼穹。這標志著我國建設北斗系統(tǒng)全球組網的大幕已經拉開。

此次發(fā)射的兩顆衛(wèi)星屬于中圓地球軌道衛(wèi)星，是北斗三號第一、二顆組網衛(wèi)星。作為我國北斗系統(tǒng)“三步走”發(fā)展戰(zhàn)略的第三步，北斗三號導航系統(tǒng)建成后能夠全天候、全天時為各類用戶提供高精度、高可靠的定位、導航、授時服務。相較于北斗二號衛(wèi)星系統(tǒng)，其服務區(qū)域將拓展至全球范圍。

安全可靠 聯(lián)通世界

??新技術為解決境外衛(wèi)星數(shù)據傳輸提供有效方案

“星間鏈路是北斗三號實現(xiàn)全球導航服務功能的重要手段?！敝袊教炜萍技瘓F五院北斗三號工程副總設計師、衛(wèi)星首席總設計師謝軍告訴《經濟日報》記者，我國不可能像GPS那樣在全球建立地面站，因此，星間鏈路技術的攻克為解決境外衛(wèi)星數(shù)據傳輸提供了有效方案。

北斗三號導航系統(tǒng)采取星間、星地傳輸功能一體化設計，讓太空兄弟們手拉手、心相通。這不僅實現(xiàn)了高軌、中軌衛(wèi)星及地面站之間的鏈路互通，還能相互測距，自動“保持隊形”，大幅減輕地面管理的維護壓力。雖然“看不見”在地球另一面的北斗衛(wèi)星，但使用星間鏈路技術同樣能取得聯(lián)系。“在星間鏈路技術應用中，我們還開創(chuàng)性設計了全新網絡協(xié)議、管理策略和路由策略，解決了不能通過全球布站進行衛(wèi)星境外監(jiān)測的難題，這是北斗全球導航系統(tǒng)建設的另一大特色?！敝x軍說。

建設一個安全可靠的全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)是中國航天對世界的莊嚴承諾?！靶l(wèi)星導航技術是國民經濟的強大支撐，也是為全人類提供時間、空間坐標的基礎設施，其服務的連續(xù)性和穩(wěn)定性十分重要。”中國航天科技集團五院北斗三號衛(wèi)星總指揮遲軍認為，就像停水停電之于城市生活，衛(wèi)星導航服務一旦中斷，國家和社會的正常運行會受到很大影響，這就給衛(wèi)星導航的可靠性提出了極為苛刻的要求。

“北斗是一個系統(tǒng)工程，每次為用戶提供服務必須保證有至少4顆衛(wèi)星正常運行；北斗又是一個全球覆蓋系統(tǒng)，至少需要20余顆衛(wèi)星運轉完好。這一特點決定了北斗系統(tǒng)產品必須性能出眾、質量過硬?！边t軍說，總結北斗二號經驗，我國進一步提升了北斗三號可用性指標。

從衛(wèi)星元器件的層層把關到自主修復功能的不斷改進；從采取多種軟、硬件手段保證服務不中斷到利用多項新技術提高衛(wèi)星抗干擾能力；從反復進行衛(wèi)星地面驗證工作到使衛(wèi)星的設計壽命超過10年……這些保障措施都將是北斗衛(wèi)星連續(xù)、穩(wěn)定在軌服務的御林軍、護衛(wèi)隊。

中國精度 領先國際

??未來，北斗的精度將與美國GPS相媲美

除了服務范圍由區(qū)域覆蓋擴大到全球覆蓋外，北斗三號導航系統(tǒng)在精度上也取得了顯著突破?！霸诒倍范栃阅艿幕A上，北斗三號全球導航系統(tǒng)的定位精度將提升1至2倍，達到2.5米至5米的水平。”謝軍介紹說，建成后的北斗全球導航系統(tǒng)將為民用用戶免費提供約10米精度的定位服務、0.2米/秒的測速服務，并且將為付費用戶提供更高精度等級的服務。隨著北斗地基增強系統(tǒng)投入使用，米級、亞米級、分米級甚至厘米級的定位服務將觸手可及。屆時，中國北斗的精度將與美國GPS相媲美。

有“導航衛(wèi)星心臟”之稱的星載原子鐘是衛(wèi)星上十分關鍵的載荷產品。原子鐘是以原子躍遷為物理基礎建立的一套極度精密的電子設備，在導航衛(wèi)星上發(fā)揮著提供時間基準的作用。原子鐘的穩(wěn)定度直接關乎導航衛(wèi)星定位、測速和授時功能的精度，其質量和可靠性直接決定導航衛(wèi)星的成敗。目前國際上主要有銣原子鐘、氫原子鐘、銫原子鐘等。

“北斗三號衛(wèi)星采用新一代銣原子鐘，其每天的頻率穩(wěn)定度較北斗二號提高了10倍，達到世界先進水平。”中國航天科技集團五院北斗三號衛(wèi)星總設計師王平表示，銣原子鐘技術的進步，直接推動了北斗導航系統(tǒng)定位精度，由之前區(qū)域系統(tǒng)的10米量級向后續(xù)全球系統(tǒng)米級分辨率跨越，測速和授時精度同步提高一個量級，為北斗導航系統(tǒng)更深入廣泛的社會應用打下堅實基礎。

與此同時，北斗衛(wèi)星還配置了性能更好的新研國產氫原子鐘。氫原子鐘雖然質量和功耗比銣原子鐘大，但穩(wěn)定性和漂移率等指標更為優(yōu)秀，對于實現(xiàn)北斗導航定位“分秒不差”，起到至關重要的作用。

惠及民生 服務全球

??憑借高精度優(yōu)勢，可提供更多更好的服務

較高定位精度意味著更多更好的服務。以當前人們使用的共享單車為例，該項目就可以通過高精度定位功能提供的“電子圍欄”技術進行測量劃定，支持后臺對車輛是否停放在指定區(qū)域做出判斷，方便引導規(guī)范停車，降低其社會管理成本。

憑借北斗高精度優(yōu)勢，手機導航可以實現(xiàn)1米的定位精度，特別是在衛(wèi)星信號觀測環(huán)境較差、短時間完全遮擋的情況下，手機終端通過增強定位服務，可解決手機用戶在山洞、隧道、車庫等情況下無法定位的問題。

漁船、營運車輛、民航客機安裝北斗終端以后，群眾出行變得更加安全便利；在北斗導航的指引下，拖拉機自動沿線耕作，無人機定點定量噴灑農藥，勞動生產率大幅提升；地震后建筑物幾毫米下沉變化等精密數(shù)據的測量，也全靠北斗的一雙“火眼金睛”。

此外，北斗三號導航系統(tǒng)還保留了北斗現(xiàn)有系統(tǒng)的短報文服務，即通信功能??這是其他衛(wèi)星導航系統(tǒng)不具備的能力。今年8月8日四川九寨溝地震，北斗短報文第一時間將災區(qū)情況送達應急指揮中心，為災后救援、搜救失蹤人員提供了寶貴信息。面對一起起突發(fā)重大災害，北斗開啟了一扇扇“生命之門”。

在加速北斗系統(tǒng)建設的同時，有一個問題無法回避，那就是該如何看待北斗與GPS、格洛納斯、伽利略等衛(wèi)星導航系統(tǒng)的關系？“北斗是一個開放的系統(tǒng)，中國的北斗同樣也是世界的北斗?！睂Υ耍x軍表示，我國始終堅持和實踐北斗“服務全球、造福人類”的發(fā)展理念，要與其他衛(wèi)星導航系統(tǒng)相互兼容、合作共贏。在這一原則指導下，北斗衛(wèi)星在設計建造過程中，就通過兼容互操作技術，為用戶能在終端上接收多個信號奠定基礎，向用戶提供多種選擇方案。北斗導航系統(tǒng)兼容、互操作的便利性將保證全球用戶利益最大化。

3年前，北斗與GPS在達成頻率兼容共識基礎上，正式建立合作機制，共同推動民用衛(wèi)星導航技術發(fā)展；2年前，北斗與伽利略完成衛(wèi)星導航頻率協(xié)調工作；近日，北斗與格洛納斯成功進行兩大系統(tǒng)的兼容試驗，聯(lián)手打造兼容使用、精度更高衛(wèi)星集群的前景指日可待。

今天，中國的北斗已經敞開胸懷、邁開步子，等待世界的接納。明天，中國的北斗將惠及百姓、服務全球，你準備好了嗎？