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第41颗北斗导航卫星发射,它凭啥被称作“最强北斗”

科技资讯  2018年11月2日 18:41  来源:新浪科技
摘要:11月1日23时57分,我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭,成功发射第四十一颗北斗导航卫星。这是我国北斗三号系统第十七颗组网卫星,也是北斗三号系统首颗地球静止轨道卫星。史啸摄

  来源:科技日报

  11月1日23时57分,我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭,成功发射第四十一颗北斗导航卫星。这是我国北斗三号系统第十七颗组网卫星,也是北斗三号系统首颗地球静止轨道卫星。

史啸 摄史啸 摄

  北斗卫星导航系统总设计师杨长风介绍,该卫星在全面兼容北斗二号短报文服务基础上,容量将提升10倍,用户机发射功率降低10倍,能力大幅提升。同时它能提供星基增强服务,将按照国际民航标准,实现更高精度、更高完好性的导航。

长三乙火箭起飞长三乙火箭起飞

  记者从北斗“大本营”——中国航天科技集团五院了解到,作为北斗三号卫星导航系统高轨首发星,该卫星被昵称为“吉星”(GEO轨道卫星的谐音),也被公认在北斗家族中“功能最强”。除了具备传统导航卫星功能,它身怀多项绝技,具有广阔应用前景与划时代意义。

  助力自动驾驶的太空基站

“吉星”的第一项绝技,要从最近很热的自动驾驶说起。“吉星”的第一项绝技,要从最近很热的自动驾驶说起。

  要想自动驾驶,车辆必须实时、精准地知道自己的位置。如果仅凭借卫星导航定位,会有几米甚至十几米的误差,汽车分分钟开上马路牙子。这就需要在地面建设基准参考站,进行“地基增强”以消除定位误差。基准参考站要把卫星定位信息与实际位置间的误差实时“广播”出去,周边用户才能据此去粗取精,获得精密定位信息。

  那么问题来了。一座基站只能覆盖周围几十公里,如果大量建设基站不但耗资巨大,也无法保证热点地区的全覆盖。这时,“吉星”的卫星精密单点定位业务将发挥明显优势。

  据五院北斗三号卫星副总设计师刘天雄介绍,工作在地球静止轨道的“吉星”,可以向地面稳定地广播导航差分和完好性增强信号。只需要以现有北斗导航卫星地面站为参考,得出各地导航误差,再通过“吉星”将信号播发给用户,即可实现动态分米级、事后厘米级的定位服务,足够汽车自动驾驶、船舶精准停泊等场景使用。

  让民航接收的信号更靠谱

火箭吊装。史啸 摄火箭吊装。史啸 摄

  面向民航用户提供卫星导航服务星基增强,是“吉星”的另一项本领。

  与自动驾驶、精准农业等应用场景不同,民航对导航信号完好性有严苛的要求。所谓“完好性”,通俗来说就是给我的导航信号要靠谱,万一不靠谱,也要尽早告诉我。

  航班在航路上飞行时,导航信号偶尔中断还好说,可如果在飞机起降过程中,导航信号消失或出现偏差,误导飞行员操作,后果不堪设想。“吉星”会通过两个频点播发符合国际民航组织标准的星基增强信号,进一步提升卫星导航定位精度,同时增强导航信号的完好性。万一导航信号出现问题,“吉星”也会在6秒安全时间内,通知用户切换其它导航信号。

  此前,只有美国、欧洲等极少数国家和地区具备向民航提供星基增强业务的能力。“吉星”一旦提供此项服务,意味着我国在卫星导航领域取得重大突破,将带来巨大的经济和社会效益,提升北斗导航系统的国际地位。

  短报文功能“短信”变“微信

  2008年汶川地震发生后,灾区通信设施遭到严重破坏,救援部队利用北斗短报文通信发出信息,将灾情和受灾位置报告给救灾抢险指挥部。北斗“既知道我在哪、又知道你在哪”的导航、通信一体化优势,给各应用方留下了深刻印象。

  十年过去了,北斗短报文通信功能已广泛应用到各行业,特别是在保护我国渔民、维护国家海洋权益上发挥着重要作用。

  如今,“吉星”不但在导航信号上兼容北斗二号,在短报文通信功能上也有了新突破。单次可发送千余字符,实现了从“短信”到“微信”的跨越,足以将突发情况一次性说清楚;还支持图片发送,应用场景将更为丰富。同时“吉星”的接收信号能力也大幅增强,可使用户终端进一步小型化,并能与手机号互联,用户体验将大大提升。

  为了承载强大的功能,五院为“吉星”采用了东方红三B(导航)卫星平台,这是我国现役规模最大的卫星平台之一。但是,各种通信载荷给整星的电磁兼容带来极大挑战。刘天雄表示,研制团队集智攻关,高水平地解决了该难题,使“吉星”成为通信、导航一体化设计水平最高的卫星。另外,大平台装载的充足燃料,以及一系列可靠性设计,也让“吉星”的设计寿命创下了北斗家族的新高。