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第41顆北斗導航衛星在西昌衛星發射中心成功發射。這顆地球靜止軌道衛星,是我國北斗三號系統第17顆組網衛星,同時也是北斗三號系統首顆地球靜止軌道衛星。
中國航天科技集團五院第41顆北斗導航衛星研發團隊告訴南方日報記者,作為北斗三號首顆地球靜止軌道(GEO)衛星,它身懷多項“絕技”——除提供基本導航服務(RNSS)外,還提供短報文服務(RDSS)、星基增強服務(SBAS)。其中,短報文服務在全面兼容北斗二號RDSS服務基礎上,容量提升10倍,用戶機發射功率降低10倍,能力大幅提升……
今年底,西昌發射中心還將發射兩顆北斗三號組網衛星,屆時由19顆衛星組成的北斗三號基本系統,將向“一帶一路”沿線國家和地區提供服務。
“這顆衛星始終停留在我國上空”
“這顆GEO衛星最大的特點就是它的軌道周期為24小時,軌道上面的點與地球是相對靜止的狀態。對于地面來說,這顆衛星將始終停留在我國的上空,持續為我們服務”
11月1日晚11時57分,北斗的第41顆衛星飛入太空。這也是北斗衛星組網內的第一顆GEO衛星。此次發射之后,北斗系統又添一顆明星——首顆地球靜止軌道(GEO)衛星,即同步軌道衛星。相比于此前發射的每12小時軌道周期的MEO衛星,這顆GEO衛星最大的特點就是它的軌道周期為24小時,軌道上面的點和地球是相對靜止的狀態。相對于地面來說,這顆衛星將始終停留在我國的上空,持續為我們服務。
在北斗衛星組網過程中,需要GEO衛星和MEO衛星相互配合,以提高覆蓋面積。根據設計,MEO軌道周期為7天繞地球13圈,隨后再重復如此軌跡。運動的軌道,讓MEO衛星擁有了服務全球的能力。但從另一個角度來說,由于單顆衛星所覆蓋的地域較少,因此需要一定數量的衛星來完成組網,形成全覆蓋。
“既知道我在哪,又知道你在哪”
“地面信號在發出后,北斗衛星利用天線進行接收并導入衛星內部。經過處理后的信號,將傳到地面的信號處理中心,對信號內的信息進行處理、結算和解讀,就能測算出地面信號發出的位置以及所傳輸的功能。待信息翻譯好后,再將信息播發,就完成了一個信息傳輸回合”
北斗的信號如何抵達地面?又如何被每一個用戶接收和傳輸?衛星設計團隊告訴記者,地面信號在發出后,北斗衛星利用天線進行接收,隨后信號被反饋到天線的饋源上,導入衛星內部。經過處理后的信號,將傳到地面的信號處理中心,對信號內的信息進行處理、結算和解讀后,就知道這個終端所發出的信息是什么。信號經過解讀,就能測算出發出者的位置以及所傳輸的功能。信息翻譯好后,再將信息播發,就完成了一個信息傳輸回合。
信息通過北斗衛星收發、傳譯、播發的過程和手機通過運營商的基站收發有近似。然而,基站無法計算的位置信息,在北斗上則得以實現,不但可以計算出人在哪里,還可以確定這條信息的發送時間。可以說,北斗系統擁有“既知道我在哪、又知道你在哪”的優勢。
據了解,這顆GEO衛星除提供基本導航服務(RNSS)外,還將提供星基增強服務(SBAS),即按照國際民航標準,提供更高精度、更高完好性的導航服務,使得所使用的定位系統,其精度可以達到分米級或者厘米級,極大提高定位的精準度。
任何時候都能找到4顆衛星
“對于用戶來說,要實現精準定位,就必須要看到4顆衛星,當北斗衛星數量達到18顆以后,也就意味著,用戶95%的時間都能夠保證在任何地點找到4顆衛星,即具備了基本的全球服務能力”
記者了解到,在北斗衛星導航系統的搭建中,它的發展戰略是“三步走”,也就是通常所說的北斗一號、北斗二號和北斗三號。目前,北斗一號和北斗二號已經建成并提供服務。而北斗三號,即北斗全球導航系統的建設也早在2009年啟動,全球組網正穩步推進中。
據了解,北斗三號將于年底前建成基本系統,屆時將會增加星間鏈路、全球搜索救援等新功能,播發性能更優的導航信號。其中,星載原子鐘天穩定度達E—15量級,定位精度達2.5至5米,較北斗二號提升1至2倍。
北斗系統如何完成定位工作?中國航天科技集團五院第41顆北斗導航衛星陳忠貴總師告訴記者,根據偽距測量衛星定位的基本原理,每個用戶需要精準定位,需要確定4個位置,而每確定1個位置,就需要3個未知數與時間,才能完成定位測距方程——以此類推,對于用戶來說,必須看到4顆衛星才能實現精準定位,“當北斗衛星數量達到18顆以后,也就意味著,用戶95%的時間都能夠保證在任何地點找到4顆衛星,即具備了基本的全球服務能力。”
何以服務“一帶一路”沿線國家和地區?陳忠貴告訴記者,加上北斗三號前期16顆衛星所形成的組網,加上后期的3顆衛星,北斗已能對“一帶一路”上的國家和地區提供相關的服務。
應用前景廣闊
廣東大量漁船
安裝北斗系統
保障出海安全
記者了解到,今年年底還將發射兩顆中圓地球軌道衛星,建成基本系統,服務“一帶一路”沿線國家和地區。到2020年底,將建成全球導航系統,為全球所有國家和地區提供高精度、高可靠的定位、導航、授時服務。北斗全球系統是一個混合星座,由3顆GEO衛星、3顆傾斜地球同步軌道(IGSO)衛星和24顆MEO衛星組成。在世界任何一個地方,用上中國人的北斗系統將變成現實。
目前,北斗已在公安、交通、漁業、電力、林業、減災等行業、領域得到廣泛應用,未來將進一步服務于智慧城市建設和社會治理:超過500萬輛營運車輛上線,建成全球最大的GNSS車聯網平臺,基于北斗的高精度服務,已用于精細農業、危房監測、無人駕駛等領域。
經過10多年發展,北斗短報文功能已廣泛應用到漁業、減災等行業,全國4萬余艘漁船安裝北斗,累計救助漁民超過1萬人,已成為漁民的海上“保護神”。如今,該衛星為用戶提供一如既往的導航服務,在短報文功能上也有了新突破,通信能力提升10倍,足以將突發情況以一條信息說清楚。
“在廣深地區,有大量企業研制導航定位芯片以及產業應用。”陳忠貴總師告訴記者,北斗系統的應用發展,廣東地區走在全國前列。在農業自動化、危化品運輸等方面,北斗系統都已深耕其中。而在漁業航海領域,廣東地區目前已經有大量漁業船舶安裝了北斗系統,利用北斗系統的短報文技術保障漁民出海安全。
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