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26年59星!回望中国北斗的非凡之旅

2020-06-23 发布于 丰泽百事通
 

  2020年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颗北斗导航卫星乐成发射。随着该星进入预定事情轨道,北斗三号全球卫星导航体系星座部署全面完成。

  20世纪80年代开始,我国开始探索适合国情的卫星导航体系发展门路,形成了“三步走”发展战略。自1994年北斗一号体系工程立项至今,我国用26年的时间实现了59颗北斗卫星(包括55颗北斗导航卫星和4颗北斗导航试验卫星)的发射。

  回望中国北斗的发展,是一条各方气力同舟共济、携手拼搏,配合走出的非凡之旅。

率先“吃螃蟹”的北斗一号

融易涨  早在北斗工程诞生之前,我国曾在卫星导航领域苦苦探索,在理论探索和研制实践方面都开展了卓有成效的事情。

融易涨  立项于20世纪60年代末的“灯塔计划”,虽然终极因技能偏向转型、财力有限等缘故原由终止,但它却犹如黑夜中的明灯,以十余年的设计和研制,为五院积累了名贵的工程经验。

  1983年,以陈芳允院士为代表的专家学者,提出了利用2颗地球同步轨道卫星来测定地面和空中目标的假想。颠末大量理论和技能研究事情,双星定位体系观点逐步明了。

  接下来是一步跨到全球组网,照旧分阶段走?其时引发了不小的争议。终极,“先区域、后全球”的思绪被确定下来,“三步走”的北斗之路由此放开。

  1993年初,五院提出卫星总体方案,开端确定了卫星技能状态和总体技能指标。次年北斗一号体系工程立项,研制事情全面睁开。

  然而,在其时外洋技能封锁、海内部件厂家尚未成熟的情况下,北斗一号研制只能在探索中起步。据五院北斗一号总设计师范本尧院士回忆,北斗一号的国产化是从太阳帆板做起。“其时许多卫星都不敢上,北斗是第一个‘吃螃蟹’的,硬着头皮上。”他说。

  在今后的国产化攻关中,岂论是东方红三号平台的横空出世,照旧影响长寿命的要害部件,以李祖洪总指挥、范本尧总设计师等为代表的老一辈北斗人,依附独立重生的创业精神逐一攻克难关,终于在2003年建成了北斗一号体系,使我国成为继美、俄之后第三个拥有自主卫星导航体系的国度。

融易涨  同时,在此历程中积累的建设和应用实践经验,以及迅速发展的北斗研制队伍,为后续工程建设打下了坚实基础。

  北斗二号在豪情岁月中发展

融易涨  1999年,五院在全力研制北斗一号卫星的同时,开始了对第二代卫星导航定位体系的论证。2004年,北斗二号卫星工程正式立项研制。

  为实现快速形成区域导航服务能力的国度战略,以谢军、杨慧等为代表的北斗人,设计了国际上首个以GEO(地球同步轨道)/IGSO(倾斜地球同步轨道)卫星为主、有源与无源导航多功效服务相融合的卫星方案,攻克了以导航卫星总体技能、高精度星载原子钟等多项要害技能,打破了外洋技能封锁,建成了国际上首个混淆星座区域卫星导航体系。

  北斗二号的8年研制,是让北斗人难忘的豪情岁月。2007年,首颗北斗二号卫星迎来研制攻关的要害时刻。根据国际电联的频率申请规则,有限的频率资源逾期取消。研制队伍争分夺秒完成了全部前期研制,进驻发射场后又大干3天体力活,搬装备、扛机柜、布电缆,没有半晌喘息,紧接着又是200小时不中断的加电测试。

  在这场与时间的竞走中,院士、型号老总和技能职员一起排班,配合战胜种种磨练。不少队员由于水土不平和过分疲劳而拉肚子、发热,总设计师谢军3次晕倒……2007年4月16日,首颗北斗二号卫星发射2天后,传回了清晰的信号,使我国卫星导航体系具备了得到空间频率资源的资格。此时,频率有用时间仅剩不到4小时。

  今后数年,北斗二号卫星发射连战连捷。2012年12月27日,北斗卫星导航体系正式提供区域服务,成为国际卫星导航体系四大服务商之一。

  在北斗二号正式提供区域导航定位服务前,北斗三号全球导航体系的论证验证事情已拉开序幕,确定了建设独立自主、开放兼容、技能先进、稳定可靠的全球卫星导航体系的发展目标。自此,北斗开启了创新发展的新征程。

  建设高性能、高可靠的北斗全球卫星导航体系,是我国科技领域中长期发展规划的16个重大专项之一。相对于北斗二号区域体系,北斗三号服务区域将扩展至全球,同时实现下行导航信号升级与改造等要害技能突破,为用户提供更为优质的服务。

  该体系建设既是对北斗区域体系的完善与升级,更是聚焦世界一流卫星导航体系的攀缘与跨越。体系建成后性能与GPS相当,将使我国卫星导航体系到达国际先进水平。

  自2009年12月起,北斗三号研制团队在谢军、迟军、王平、陈忠贵等专家领导下加速冲刺,于2018年乐成实现一年19星发射,在太空中刷新了“中国速率”。北斗三号全球导航体系不仅提出了国际上首个高中轨道星间链路混淆型新体制,形成了具有自主知识产权的星间链路网络协议,自主定轨、时间同步等体系方案,还研发、建立了器部件国产化从研制、验证到应用的一体化体系,彻底打破了焦点器部件长期依赖入口、受制于人的局面。

  本日之北斗,已取得史诗般的进步和成绩。“三步走”的战略路径,从“空想在望”酿成“空想在握”。

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  北斗三号牛在哪?

融易涨  新突破实现联通无极限。由于我国北斗体系不能像美国GPS那样,在全球建立地面站,为相识决境外卫星的数据传输通道,航天科技集团五院北斗三号研制团队攻克了星座星间链路技能,采取星间、星地传输功效一体化设计,实现了卫星与卫星、卫星与地面站的链路互通,这就是说,虽然“看不见”在地球另一面的北斗卫星,但用北斗卫星的星间链路同样能与它们取得接洽。用星间链路技能实现太空兄弟间手拉手,心相通,不仅实现了相互间的通讯和数据传输,还能相互测距,自动“保持队形”,可以减轻地面管理维护压力。星间链路技能的应用中,设计了全新的网络协议、管理计谋和路由计谋,解决了不能全球布站举行卫星境外监测的难题,是北斗全球导航体系建设的一大特色。

  新技能实现卫星长寿命。“北斗是一个开放的体系,中国的北斗,世界的北斗,中国发展卫星导航技能是国民经济的紧张基础设施,也是为全人类提供时间坐标和空间坐标的基础设施,服务的连续性和稳定性十分紧张”,航天科技集团五院北斗三号卫星总指挥迟军先容说,就像停水停影戏响都会生活一样,卫星导航服务一旦中断,国度和社会的正常运行会受到很大的影响,因此,对卫星导航的可靠性、连续性提出了苛刻设计的要求。为了提高卫星在轨服务的可靠性,北斗三号卫星采取了多项可靠性措施,使卫星的设计寿命到达12年,到达国际导航卫星的先进水平,为北斗体系服务的连续、稳定提供了基础包管。

融易涨  新“神器”让服务“零偏差”。为了提高服务的精度,北斗三号设置了新一代原子钟,通过提升原子钟指标,提升卫星性能、改善用户体验。原子钟是利用原子跃迁频率稳定的特性包管产生时间的精准性,目前国际上主要有铷原子钟、氢原子钟、铯原子钟等。我国北斗卫星接纳铷原子钟,同时还设置了性能更高的新研国产氢原子钟。氢原子钟虽然质量和功耗比铷原子钟大,但稳定性和漂移率等指标更优。相对于铷原子钟,我国起步更晚,2015年我国研制的氢原子钟初次在轨应用验证,为北斗全球导航体系举行了技能探索,至今功效、性能十分稳定。星载氢原子钟的在轨应用,对于实现北斗导航定位“分秒不差”,发挥着紧张作用。

融易涨  据中国航天科技集团五院先容,北斗三号的服务能力较北斗二号拓展了10倍,在通讯、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体系的普惠服务。

  北斗大事记

融易涨  1、1994年北斗一号体系工程立项。 2、2003年北斗一号体系建成,我国成为继美、俄之后第三个拥有自主卫星导航体系的国度。 3、2004年北斗二号卫星工程立项。 4、2009年12月北斗三号立项。 5、2012年乐成建成国际上首个混淆星座区域卫星导航体系,北斗卫星导航体系正式提供区域服务,北斗体系成为国际卫星导航体系四大服务商之一。 6、2018年12月27日,北斗三号基本体系正式向“一带一起”及全球提供基本导航服务,中国北斗间隔全球组网的目标迈出了实质性的一步。 7、2019年12月尾,全球体系焦点星座部署完成,对北斗导航体系全球组网的顺遂完成具有里程碑式紧张意义。 8、2020年6月23日,第55颗北斗导航卫星乐成发射,北斗三号全球卫星导航体系星座部署全面完成。

融易涨  9、未来计划2035年,以北斗体系为焦点,建设完善越发泛在、越发融合、越发智能的国度综合定位导航授时体系。

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