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揭秘:大國重器北斗三號是怎樣煉成的?

來源:中國青年報作者:邱晨輝責(zé)任編輯:柳晨
2017-11-16 10:06

“靈魂”:離“天地之間萬物互聯(lián)”不遠(yuǎn)了

當(dāng)然,只有一顆衛(wèi)星不足以稱之為系統(tǒng)。我們常說的北斗,是中國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的簡稱,不是指一顆衛(wèi)星,以北斗三號這一代為例,按照計劃,要到2020年,完成30多顆組網(wǎng)衛(wèi)星發(fā)射,才能構(gòu)成全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),實現(xiàn)所謂的全球服務(wù)能力。

另一個容易被忽略的細(xì)節(jié)是,除了空間段這30多顆衛(wèi)星,整個北斗系統(tǒng)還包括地面段和用戶段,前者有地面基準(zhǔn)站,后者有用戶終端。

這就引出一個問題,即我國很難像GPS那樣,在全球大范圍建立地面站,為解決境外衛(wèi)星的數(shù)據(jù)傳輸通道,似乎只能從“星間鏈路”下手——在衛(wèi)星之間搭建的通信測量鏈路,實現(xiàn)了衛(wèi)星與衛(wèi)星、衛(wèi)星與地面站的鏈路互通。

這就是說,雖然我們“看不見”處在地球另一面的北斗衛(wèi)星,但通過北斗衛(wèi)星的星間鏈路,同樣能和它們?nèi)〉寐?lián)系。

五院西安分院北斗導(dǎo)航副總設(shè)計師張立新說,星間鏈路技術(shù)就好比讓北斗三號“太空兄弟手拉手”,不僅相互間通信和數(shù)據(jù)傳輸,還能相互測距,自動“保持隊形”,可以減輕地面管理維護(hù)壓力。

當(dāng)然,星間鏈路并非只是“地面站難以大范圍建設(shè)”的權(quán)宜之計,也是掌握著“主動出擊”“自主導(dǎo)航”的關(guān)鍵。

所謂自主導(dǎo)航,就是指“即使地面站全部失效,30多顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星也能通過星間鏈路提供精準(zhǔn)定位和授時,地面用戶通過手機(jī)等終端仍舊能進(jìn)行定位及導(dǎo)航”。

張立新說,由于北斗導(dǎo)航衛(wèi)星的地面站較少,地面系統(tǒng)的全球連續(xù)完好性監(jiān)測,和實時告警的時間一般需要“數(shù)十秒到幾小時”,而衛(wèi)星上的直接監(jiān)測預(yù)警,僅僅需要幾秒鐘的時間。

在他看來,衛(wèi)星自主完好性監(jiān)測,是北斗三號的一項新技術(shù),相較于美國的GPS、俄羅斯的格洛納斯以及歐洲的伽利略等導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng),中國北斗在世界上首次實現(xiàn)了衛(wèi)星的在軌完好性自主監(jiān)測功能。

此外,北斗三號的星間鏈路系統(tǒng),還能與其他類型衛(wèi)星相關(guān)聯(lián),聯(lián)網(wǎng)的數(shù)量可達(dá)上百顆。張立新說:“這對于構(gòu)建我國的天基綜合信息網(wǎng),實現(xiàn)我國衛(wèi)星之間聯(lián)網(wǎng)具有不可小覷的作用?!?/p>

他以遙感衛(wèi)星為例,遙感衛(wèi)星對全球的地面進(jìn)行測繪,但只有衛(wèi)星經(jīng)過國土境內(nèi)時,才能將其收集到的圖片信息傳回地面,而在天基綜合信息網(wǎng)中,遙感衛(wèi)星就能夠以北斗導(dǎo)航衛(wèi)星的星間鏈路為“通道”,實現(xiàn)信息的實時傳輸,互通天地信息。

如此,也就離我們所說的“天地之間萬物互聯(lián)”不遠(yuǎn)了。

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