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“叫板”GPS的北斗二号

2017-01-11 15:00:48来源:新华网 编辑:乌冬喵浏览:

在2017年国家科学技术奖励大会上,“北斗二号卫星工程”荣获国家科学技术进步奖特等奖。从2004年8月立项,到2012年12月正式向我国及亚太地区提供导航、定位、授时和短报文通信服务,该系统用8年时间,建成了由14颗卫星和32个地面站天地协同组网运行的区域导航系统,追赶并达到同期国际先进水平,书写了我国航天领域又一段传奇。

该工程总设计师助理郭树人介绍,北斗二号卫星导航系统直面国际竞争,与美国的GPS、俄罗斯的格洛纳斯等国外先进系统比性能、比服务,是我国首个与国际先进系统同台竞技的航天系统。

2004年北斗二号工程立项时,GPS的定位精度已达到10米,工程总体将这一指标定为北斗的“小目标”。“我们觉得,系统完成时,能达到这个水平就心满意足了。”该工程卫星系统总师杨慧说。2012年,北斗二号完成区域组网投入正式运行,此时GPS经过改进,定位精度已提升至6米,而北斗的精度指标已经与之旗鼓相当。

回顾工程的发展,杨慧的感受是:“一次次被逼到绝境,又一次次爬起来。”她回忆说,北斗发展之初,和其他航天系统一样,难以开展核心技术的合作。这段艰辛历程,让北斗团队坚定了自主建设的决心,取得了一项项重大技术突破。

“北斗二号国际首创同步轨道导航卫星,同时首创了以地球同步轨道卫星、倾斜地球同步轨道卫星为骨干,兼有中轨道卫星的混合导航星座。”该工程原副总设计师、北斗系统高级顾问李祖洪说,对于区域导航系统而言,这种组合可以用最少的卫星数量实现最好的覆盖效果,已获得了国际的认可。

杨慧表示,不同轨道对卫星设计、导航性能会带来不同影响。国外导航卫星均在高度2万公里左右的中轨道运行,很多导航性能所需的特性,在中轨道卫星上已经摸透。但北斗系统建设受国土布站局限,必须造出能在国土范围内管辖的星座,只能采取高、中轨混合的方式,这带来了一系列世界性难题。经过不懈努力,北斗团队解决了高轨导航卫星姿态控制、高精度温控等难题,提升了系统服务的精度、连续性和可用性。

北斗是我国唯一的导航系统,许多导航卫星特有的产品,国内过去没有,国外则对我国实施了技术封锁。北斗团队自主研制了以星载原子钟为代表的一批核心产品,打破了国外的封锁垄断,实现了卫星关键部件自主可控,并达到了国际先进水平。

郭树人表示,北斗二号是国际上首个将导航定位、短报文通信和差分增强三种服务融为一体的导航系统。杨慧说,一体化设计对卫星的兼容性提出了极高要求。除了要解决多个频率相互干扰的问题,对卫星的整体设计、功能需求、设备小型化等方面都带来了影响。

同时杨慧介绍,位置报告功能是从北斗一号开始就具备的特点。“它不但能让你知道自己在哪,也能让上级系统知道你的位置,在救援、抢险中可以发挥重要作用。”她说,“如果MH370装有北斗系统,就不会找不到了。”

除了卫星设计、产品及功能上的创新,北斗二号面临激烈的国际竞争。杨慧说,通常一箭多星发射都是针对小卫星或低轨卫星,而向将近36000公里高度的轨道,对每颗重达2吨多的导航卫星进行一箭双星发射,难度大不相同。

“北斗二号卫星工程建设的圆满完成,使我国从根本上摆脱了对国外卫星导航系统的依赖。”郭树人说,北斗二号卫星导航系统已成为代表中国服务国际社会的国家名片。

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卫星类型: 对地观测

所属国家: 美国

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