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第41顆北斗導航衛(wèi)星發(fā)射,它憑啥被稱作“最強北斗”
11月1日23時57分,我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長征三號乙運載火箭,成功發(fā)射第四十一顆北斗導航衛(wèi)星。這是我國北斗三號系統(tǒng)第十七顆組網(wǎng)衛(wèi)星,也是北斗三號系統(tǒng)首顆地球靜止軌道衛(wèi)星。
北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)總設計師楊長風介紹,該衛(wèi)星在全面兼容北斗二號短報文服務基礎上,容量將提升10倍,用戶機發(fā)射功率降低10倍,能力大幅提升。同時它能提供星基增強服務,將按照國際民航標準,實現(xiàn)更高精度、更高完好性的導航。
記者從北斗“大本營”——中國航天科技集團五院了解到,作為北斗三號衛(wèi)星導航系統(tǒng)高軌首發(fā)星,該衛(wèi)星被昵稱為“吉星”(GEO軌道衛(wèi)星的諧音),也被公認在北斗家族中“功能最強”。除了具備傳統(tǒng)導航衛(wèi)星功能,它身懷多項絕技,具有廣闊應用前景與劃時代意義。
助力自動駕駛的太空基站
要想自動駕駛,車輛必須實時、精準地知道自己的位置。如果僅憑借衛(wèi)星導航定位,會有幾米甚至十幾米的誤差,汽車分分鐘開上馬路牙子。這就需要在 地面建設基準參考站,進行“地基增強”以消除定位誤差?;鶞蕝⒖颊疽研l(wèi)星定位信息與實際位置間的誤差實時“廣播”出去,周邊用戶才能據(jù)此去粗取精,獲得 精密定位信息。
那么問題來了。一座基站只能覆蓋周圍幾十公里,如果大量建設基站不僅耗資巨大,也無法保證熱點地區(qū)的全覆蓋。這時,“吉星”的衛(wèi)星精密單點定位業(yè)務將發(fā)揮明顯優(yōu)勢。
據(jù)五院北斗三號衛(wèi)星副總設計師劉天雄介紹,工作在地球靜止軌道的“吉星”,可以向地面穩(wěn)定地廣播導航差分和完好性增強信號。只需以現(xiàn)有北斗導航 衛(wèi)星地面站為參考,得出各地導航誤差,再通過“吉星”將信號播發(fā)給用戶,即可實現(xiàn)動態(tài)分米級、事后厘米級的定位服務,足夠汽車自動駕駛、船舶精準停泊等場 景使用。
讓民航接收的信號更靠譜
面向民航用戶提供衛(wèi)星導航服務星基增強,是“吉星”的另一項本領。
與自動駕駛、精準農(nóng)業(yè)等應用場景不同,民航對導航信號完好性有嚴苛的要求。所謂“完好性”,通俗來說就是給我的導航信號要靠譜,萬一不靠譜,也要盡早告訴我。
航班在航路上飛行時,導航信號偶爾中斷還好說,可如果在飛機起降過程中,導航信號消失或出現(xiàn)偏差,誤導飛行員操作,后果不堪設想。“吉星”會通 過兩個頻點播發(fā)符合國際民航組織標準的星基增強信號,進一步提升衛(wèi)星導航定位精度,同時增強導航信號的完好性。萬一導航信號出現(xiàn)問題,“吉星”也會在6秒 安全時間內(nèi),通知用戶切換其它導航信號。
此前,只有美國、歐洲等極少數(shù)國家和地區(qū)具備向民航提供星基增強業(yè)務的能力?!凹恰币坏┨峁┐隧椃?,意味著我國在衛(wèi)星導航領域取得重大突破,將帶來巨大的經(jīng)濟和社會效益,提升北斗導航系統(tǒng)的國際地位。
短報文功能“短信”變“微信”
2008年汶川地震發(fā)生后,災區(qū)通信設施遭到嚴重破壞,救援部隊利用北斗短報文通信發(fā)出信息,將災情和受災位置報告給救災搶險指揮部。北斗“既知道我在哪、又知道你在哪”的導航、通信一體化優(yōu)勢,給各應用方留下了深刻印象。
十年過去了,北斗短報文通信功能已廣泛應用到各行業(yè),特別是在保護我國漁民、維護國家海洋權益上發(fā)揮著重要作用。
如今,“吉星”不僅在導航信號上兼容北斗二號,在短報文通信功能上也有了新突破。單次可發(fā)送千余字符,實現(xiàn)了從“短信”到“微信”的跨越,足以 將突發(fā)情況一次性說清楚;還支持圖片發(fā)送,應用場景將更為豐富。同時“吉星”的接收信號能力也大幅增強,可使用戶終端進一步小型化,并能與手機號互聯(lián),用 戶體驗將大大提升。
為了承載強大的功能,五院為“吉星”配備了東方紅三B(導航)衛(wèi)星平臺,這是我國現(xiàn)役規(guī)模最大的衛(wèi)星平臺之一。不過,各種通信載荷給整星的電磁 兼容帶來極大挑戰(zhàn)。劉天雄表示,研制團隊集智攻關,高水平地解決了該難題,使“吉星”成為通信、導航一體化設計水平最高的衛(wèi)星。另外,大平臺裝載的充足燃 料,以及一系列可靠性設計,也讓“吉星”的設計壽命創(chuàng)下了北斗家族的新高。