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北斗,继续——从暌违三载北斗卫星再发射,看北斗系统应用和发展
来源:中国航天报     日期:2023年05月25日    字体:【】【】【

在北斗卫星导航系统的官方网站首页上,星座星历的图片每天都在换,报告着北斗的运行轨迹。然而,发射北斗卫星的任务消息却已经很久没有更新了。

自2020年7月31日习近平总书记宣布北斗三号全球卫星导航系统正式开通以来,北斗系统为数以亿计的出行人提供着导航定位服务,“北斗”相关产业规模也在迅速扩张,“北斗”活跃在交通、农业、林业、渔业等领域,不断走进与大众生活息息相关的各行各业。

5月17日,第56颗北斗卫星作为运行备份卫星由长征三号乙运载火箭成功送入预定轨道。时隔近3年,“北斗”继续。

“北斗”从未停下

“北斗”继续,继续的只是世人听闻的发射任务消息。但就其发展而言,它从未停下。

本次发射的第56颗北斗卫星入轨后,将扩展“北斗”区域短报文服务区,大幅提升系统短报文通信容量。

除了对系统服务能力的提升之外,第56颗北斗卫星还进行了一些技术状态升级和改进,提升精密单点定位信号落地功率和信号播发速率,通过开展在轨试验验证,优化精密单点定位服务技术体制,一方面进一步提高精密单点定位服务的精度,同时缩短定位解算收敛的时间;另一方面由当前的两系统增强扩展为四系统增强。

第56颗北斗卫星原为北斗三号的组网备份卫星,因为前面的3颗卫星均成功发射、在轨稳定运行,因此该卫星转为运行备份卫星。“这是第56颗北斗卫星的身份转变。除此以外,它还承担了地面试验验证和不断提升在轨卫星能力的任务。”北斗三号副总指挥王东说。

在等待发射的这几年里,第56颗北斗卫星研制团队利用这颗宝贵的高轨备份星,对接地面运行控制系统,模拟了星地链路联试。确保一切运行无误之后,团队才对天上卫星的软件进行重构。

对于第56颗北斗卫星这样等待发射周期较长的卫星而言,需要克服重力、温度、湿度、灰尘等地面环境带来的不利影响。航天器苛刻的存储条件给研制团队带来了新的思考课题,几年后关键元器件的状况是否满足卫星标准,电池是否健康,卫星整个功能状态是否完备?

研制团队保持着严慎细实的态度,坚决不让卫星带任何隐患上天,在卫星出厂、发射场等各阶段测试中,卫星综合测试队伍严格判读测试数据,不放过任何疑点,对于发现的问题,严格按照航天归零五条原则进行处理,确保第56颗北斗卫星各项功能、性能指标均满足要求,与整星工厂阶段、热试验、力及EMC试验等测试数据纵向比对一致性好,与已发射的3颗卫星同类产品测试数据横向比对一致性好,整星关键参数关联比对结果均正常。

“北斗的应用只受到想象力的限制”

“‘北斗’助力重庆大豆高粱复合种植”“西安的水库监测用上‘北斗’,成效显著”“500台‘北斗’终端为大兴安岭保驾护航”“一部手机游长江!其中还融合了‘北斗’”……近年来,关于“北斗”的行业新闻每天都在更新,“北斗”从大众最初认知的那位藏在手机里的“出行助手”摇身一变成为各行各业能力超群的“多面手”。

中国工程院院士、北斗卫星导航系统工程总设计师杨长风如此评价“北斗”:“北斗的应用只受到想象力的限制。”

北斗系统自提供服务以来,已在交通运输、农林渔业、水文监测、气象测报、通信授时、电力调度、救灾减灾、公共安全等领域得到广泛应用,服务重要基础设施。2022年,超790万辆道路营运车辆、超4万辆邮政快递干线车辆、超4.7万艘船舶、超1.3万座水上辅助导航设备、近500架通用飞行器应用北斗系统,显著降低重大交通事故发生率;北斗系统结合多传感器及互联网等技术,广泛应用于成昆铁路、甘肃S28高速公路和新疆沙漠公路等工程,提升工程施工质量和效率,降低了人工和材料成本投入;“北斗”赋能石油产业数字化转型与智能化提升,助力时空数字底座建设在人员车船管理、重要装置安全监测、油气井场数据传输、油田地图服务等场景广泛应用,保障施工安全,大幅提高施工效率。

中国的“北斗”也是世界的“北斗”。自北斗三号全球卫星导航系统正式开通服务以来,从国内到国外,从区域到全球,“北斗”相关产品出口120余个国家和地区,全球总用户数超20亿。巴基斯坦的交通运输、港口管理,缅甸的土地规划、河运监管,老挝的精细农业、病虫灾害监管,文莱的都市现代化建设、智慧旅游,印尼的海上集成应用……在不同国度的不同领域,都有中国“北斗”的身影。

“北斗”的下一站是哪里

北斗三号很好,但能不能更好?新一代北斗系统又将带来哪些惊喜?

此前,杨长风接受媒体采访时透露,2035年,我国将完成新一代北斗系统的研制组网,实现国家综合时空体系建设。

北斗系统的核心是“定位”和“授时”。“导航”是二者结合的重要应用。从北斗一号到北斗二号,再到后来的北斗三号,北斗系统功能越强,其核心定位越清晰。

北斗三号副总设计师刘天雄在北斗一号04星研制的时候便加入了“北斗”大军。从有源定位到无源定位、服务范围从区域到全球,北斗系统定位、导航和授时精度越来越高,他见证着“北斗”一路走来的成长进步。只是最初身为设计团队骨干的他未曾想过“北斗”会有今天如此大规模的应用。

初见树木,一晃便成一片森林。王东用“势不可挡”来形容他们所从事的“北斗”事业。走上快车道的“北斗”给研制团队带来的不仅仅是前进的动力,更明确了他们努力的方向。

刘天雄表示,北斗系统在为用户提供更高精度定位的同时,也要持续关注高精度定位背后“连续、可用、完好”3个特性,要提高复杂电磁环境下的北斗导航信号的可用性,确保北斗系统的PNT服务能用、管用、好用。

这些“北斗”的研制者已经找准了“北斗”发展的路,只是这条路还要走一段时间,我们拭目以待。(任长胜)

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