三軌合璧 你是這樣的“北斗”

“北斗”地球中圓軌道衛(wèi)星運行示意圖。資料圖片

12月16日，西昌衛(wèi)星發(fā)射中心，第12組北斗三號地球中圓軌道衛(wèi)星成功發(fā)射入軌。至此，北斗三號所有中圓地球軌道衛(wèi)星發(fā)射完畢。該類衛(wèi)星由西向東不斷運動、服務(wù)覆蓋全球，組成北斗全球組網(wǎng)的核心星座，全部24顆升空，標志著北斗三號全球系統(tǒng)核心星座部署完成，其服務(wù)性能和用戶體驗將進一步提升。

2018年12月27日，中國正式宣布“北斗”開始提供全球服務(wù)，只用了約1年時間，“北斗”建設(shè)就取得了階段性重大成就，并為2020年最終實現(xiàn)全球組網(wǎng)，建成中國面向全球的重大公共服務(wù)空間基礎(chǔ)設(shè)施奠定了堅實基礎(chǔ)。

邁向世界

“中國的北斗，世界的北斗?！狈?wù)國際社會一直是中國衛(wèi)星導航系統(tǒng)的“初心”。然而，既要志存高遠，也要腳踏實地，“北斗”建設(shè)之初，中國有關(guān)部門就制定了先服務(wù)中國，再亞太，后全球的“三步走”發(fā)展戰(zhàn)略，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計了符合中國國情的北斗衛(wèi)星星座結(jié)構(gòu)。

北斗衛(wèi)星導航試驗系統(tǒng)即北斗一號，也被稱作“雙星定位系統(tǒng)”，由3顆離地約3.6萬公里高的地球同步衛(wèi)星組成，其中兩顆為工作衛(wèi)星，分別定點在東經(jīng)80°、東經(jīng)140°上空，第三顆為在軌備份衛(wèi)星，定點在東經(jīng)110.5°，它們俯瞰中華大地，與地面應(yīng)用系統(tǒng)一起向區(qū)內(nèi)用戶提供全天候的即時定位服務(wù)。值得一提的是，北斗一號在2008年汶川特大地震救援中，起到重要作用。

北斗二號把服務(wù)范圍拓展到亞太更廣闊的區(qū)域。與之相應(yīng)，其星座采用了特有的混合式結(jié)構(gòu)，即其星座由被昵稱為萌星（地球中圓軌道衛(wèi)星）、吉星（地球靜止軌道衛(wèi)星）和愛星（傾斜地球同步軌道衛(wèi)星）的3種不同軌道的衛(wèi)星組成。萌星不辭辛勞地繞著地球運轉(zhuǎn)，盡量覆蓋全球更廣闊的區(qū)域；吉星與地球自轉(zhuǎn)同步，聚焦中國；愛星像辛勤的蜜蜂一樣，運行軌跡點如跳“8”字舞，始終聚焦亞太地區(qū)。北斗三號服務(wù)全球，其星座設(shè)計雖然也延續(xù)了混合式結(jié)構(gòu)，但衛(wèi)星總數(shù)從北斗二號的14顆大幅增加至30顆，萌星從4顆增加至24顆，吉星和愛星均為3顆，較之都減少了2顆。

北斗三號建設(shè)萌星先行。2017年11月5日，首組兩顆萌星從西昌衛(wèi)星發(fā)射中心升空入軌。此后約1年時間，萌星迎來高密度發(fā)射，又有8組共16顆入軌并開始服役。進入2019年，剩余6顆萌星分3組，分別于9月23日、11月23日和12月16日，發(fā)射入軌。在愛星發(fā)射方面，2019年4月20日、6月25日、11月5日，3顆愛星接連升空。在吉星發(fā)射方面，2018年11月1日，首顆發(fā)射入軌。截止目前，北斗三號還缺少兩顆吉星。據(jù)北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)總設(shè)計師楊長風透露，其發(fā)射任務(wù)將于2020年6月前完成。

精細入微

12月5日，“中國衛(wèi)星之父”、中國科學院院士孫家棟接受了一個新的頭銜“北京地鐵公司高級技術(shù)顧問”，指導“北斗”技術(shù)在城市軌道交通領(lǐng)域的示范應(yīng)用，他由此成為“北斗”應(yīng)用于“智慧地鐵”建設(shè)的重要推動者。作為北斗導航衛(wèi)星系統(tǒng)建設(shè)功臣，孫家棟的精力不僅用在“放衛(wèi)星”“建星座”上，而且致力于北斗實踐系統(tǒng)應(yīng)用。

“北斗”是龐大的系統(tǒng)。我們對其印象最深的可能是衛(wèi)星星座，但是這只是其空間段而已，除此之外，還有用戶段和地面段等組成部分。在北斗空間段建設(shè)高歌猛進、日益完備的同時，其用戶段和地面段建設(shè)也在加快推動。

“智慧地鐵”是用戶段建設(shè)的重要領(lǐng)域之一。地鐵是城市非暴露空間的典型場景，但衛(wèi)星導航信號不能覆蓋室內(nèi)和地下空間。近來，基于北斗技術(shù)體系，北京地鐵與全圖通位置網(wǎng)絡(luò)有限公司合作，綜合應(yīng)用“北斗授時+空間數(shù)字化+超寬帶+5G”等技術(shù)，建設(shè)北京地鐵城市軌道交通定位系統(tǒng)，為北京地鐵提供高精度定位、導航和授時服務(wù)。目前，該系統(tǒng)已在北京地鐵1號線完成了“一站一區(qū)間”的應(yīng)用示范。未來，北斗技術(shù)將服務(wù)于北京地鐵行車調(diào)度、維修安檢、應(yīng)急指揮等工作提供基礎(chǔ)性保障。

“北斗”在不斷擴大應(yīng)用范圍和領(lǐng)域的同時，也在不斷提升導航精度，加強地基增強系統(tǒng)建設(shè)是提升精度的重要途徑之一。2018年5月，經(jīng)過近4年努力，國家北斗地基增強系統(tǒng)“全國一張網(wǎng)”建設(shè)基本完成，具備為用戶提供廣域?qū)崟r米級、分米級、厘米級和后處理毫米級定位精度的能力。2019年11月，國家北斗衛(wèi)星地基增強站的核心設(shè)備——新一代時空服務(wù)器“潛龍”正式發(fā)布，計劃將于2020年上半年完成對全國所有的北斗地基增強站服務(wù)器的替換，在實現(xiàn)自主可控方面邁進一大步。

攜手四方

作為全球四大導航系統(tǒng)之一，“北斗”致力于推動與其他三大系統(tǒng)及有關(guān)國家和地區(qū)的合作并取得積極成就。今年，中俄衛(wèi)星導航政府間合作協(xié)定正式生效。按照該協(xié)定，中俄兩國將至少各在對方境內(nèi)部署3個衛(wèi)星導航系統(tǒng)地面站，中國境內(nèi)的“格洛納斯”站將部署在上海、烏魯木齊、長春。俄羅斯境內(nèi)的“北斗”站將部署在奧布寧斯克、伊爾庫茨克、堪察加彼得羅巴甫洛夫斯克。此外，雙方還將在開發(fā)和生產(chǎn)使用格洛納斯和北斗系統(tǒng)的民用導航設(shè)備等方面合作。另外，中美兩國在北斗系統(tǒng)與GPS系統(tǒng)信號兼容與互操作方面，中國和歐洲關(guān)于北斗系統(tǒng)和伽利略系統(tǒng)的頻率協(xié)調(diào)方面都在持續(xù)推進。

自2018年成功主辦全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)國際委員會第十三屆大會，中國又先后舉辦了第二屆中阿北斗合作論壇、首屆中國-中亞北斗合作論壇。據(jù)悉，中國有關(guān)方面目前正積極籌備中國-上海合作組織衛(wèi)星導航論壇，推動北斗加入中非合作論壇、中拉論壇。

(來源：人民網(wǎng)-人民日報海外版)