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中国“智”造北斗三号2020年服务范围覆盖全球

来源:中国军网综合 2019-08-25 09:38爱投资 A-A+

   11月上旬,联合国全球卫星导航系统国际委员会第十三届大会在西安开幕。习主席向大会致贺信指出,中国愿同各国共享北斗系统建设发展成果,共促全球卫星导航事业蓬勃发展。

  11月19日,第十八、十九颗北斗三号导航卫星成功发射,北斗三号基本系统星座部署完成。北斗三号基本系统组网,迈开了中国北斗走向全球的重要一步。

  按照计划,今年底,北斗系统将面向“一带一路”国家和地区开通服务。2019年至2020年,我国还将发射11颗北斗三号卫星,2020年服务范围覆盖全球。作为中国“智造”的靓丽名片,“北斗星座”将更加闪亮。

  北斗一号实现了中国导航卫星从无到有的突破,使我国成为继美、俄之后第三个拥有导航卫星的国家。北斗二号突破了区域混合导航星座构建、高精度时空基准建立等关键技术,跻身国际卫星导航系统四大核心服务商。

  2015年至2016年,我国陆续发射了5颗北斗三号试验卫星,验证了高精度星载原子钟等卫星载荷,轻量化、长寿命、高可靠的卫星平台以及星间链路、全新导航信号体制等关键技术。

  按照“最简系统、基本系统、全球系统”三步走计划,2019年08月25日,北斗三号首发双星升空,开始了系统组网。站在北斗一号、北斗二号两代系统基础上,北斗三号技术更先进、优势更明显。

  定位精度是导航系统的生命。相比北斗二号,北斗三号的性能提升1至2倍,定位精度将达到2.5-5米的水平。而且,从北斗二号向北斗三号过渡,能够确保老用户无感知、新用户提性能,最终实现技术的新老更替。

  高精度时钟是导航卫星的心脏,天地间时间越同步、误差越小,定位精度越高。北斗三号卫星采用国际先进水平的铷原子钟和氢原子钟。相比授时精度50纳秒、300万年只有1秒误差的北斗二号,北斗三号将带给用户更好的使用体验。北斗三号还采用了新型导航信号,频率稳定度和信号质量都较北斗二号有大幅提高。

  相比其他卫星导航系统,北斗从一诞生就身怀一项独门绝技——短报文通信。在全面兼容北斗二号短报文服务基础上,北斗三号服务容量提升10倍,单次可发送1000多个中文字符甚至是图片,实现了从“短信”到“微信”的跨越。与此同时,用户机发射功率只有原来的十分之一,终端小型化、集成化,使用更方便。

  除了这些,北斗三号身上还有很多创新闪光点:建立星间链路,解决全球布站、卫星境外监测的难题;开发适于直接入轨、一箭多星发射的“全桁架式卫星平台”;卫星设计寿命由8年提升至10-12年……

  更重要的是,北斗三号的研制过程中,加大了国产化部件的应用验证力度,工程师们用超过一般卫星3倍的时间反复验证、测试、迭代,全面考核器部件的可用性、可靠性。目前,北斗三号卫星上的关键部件全部实现了国产化。

  为加快组网应用步伐,北斗三号团队还创新协同模式、优化管理流程,发射场的卫星试验人员较以往减少近一半,在发射场的全流程时间缩短近三分之一,研制人员和研制周期都大幅缩减。卫星研制实现了“量产”,一箭双星高频次发射成为组网常态。

  2012年12月底,北斗二号系统建成,正式提供区域服务,范围覆盖包括我国及周边地区在内的亚太大部分地区。如今,由19颗导航卫星组网建成的北斗三号基本系统将把服务范围扩展到“一带一路”国家和地区。未来,完成30多颗组网卫星发射后,北斗三号服务范围将覆盖全球。

  卫星导航系统是重要的空间基础设施,为人类社会生产和生活提供全天候的精准时空信息服务。

  自建成以来,北斗系统已经在交通运输、国土资源、防灾减灾、测绘勘探、应急搜救等多个行业领域和大众消费领域得到应用。

  在交通运输领域,超过617万辆道路营运车辆、3.5万辆邮政和快递运输车辆、36个中心城市约8万辆公交车、370艘公务船舶都已安装使用或兼容北斗系统,国产民航运输飞机也首次搭载了北斗系统。共享单车配备“北斗智能锁”,车辆定位更精准,运营管理更精细;全国4万余艘渔船安装北斗,因此获得救助的渔民超过了1万人。

  在北京,由于人口稠密,经济要素高度集聚,燃气安全直接影响城市运转。曾经每年有7成以上的燃气管网事故因缺少精准位置信息受到第三方破坏而发生。北京燃气集团在超过2万公里的管线和燃气管理全产业链应用北斗进行管理后,全市燃气泄漏主动发现率提高到了90%。

  在陕西,通过应用北斗导航技术,大唐芙蓉园景区实现了基于位置功能的自助导游、导览功能;参加2018西安国际马拉松赛的选手能够随时随地了解参赛信息、赛道补给、紧急救援等信息;位于野外的文物有了精准位置标签,更方便文物管理人员巡查;;基于时空基准的“城市大脑”,正逐步应用于交通缓堵、道路规划,促进智慧城市建设。

  目前,北斗系统已为全国超过400座城市提供精准服务,在城市燃气、城镇供热、电力电网、智慧交通、智慧养老等多个行业发挥作用。

  与此同时,更多与北斗相关的技术和应用创新不断涌现:国产北斗芯片工艺由0.35微米提升至28纳米,最低单片价格不到6元钱。为藏羚羊佩戴的“北斗项圈”解决了GPS等系统无法回传数据的问题,能够监测藏羚羊一整年的迁徙路径。结合物联网的北斗菜网应用,蔬菜播种、采摘、运输、上架全供应链全程可追溯,老百姓能够吃上“新鲜菜、放心菜”。

  目前,北斗系统已形成包括基础产品、应用终端、运行服务等较为完整的产业体系。中国卫星导航定位协会主编的《2018中国卫星导航与位置服务产业发展白皮书》显示,我国卫星导航与位置服务产业产值已达2550亿元。其中,北斗对我国卫星导航与位置服务产业核心产值贡献率已达80%。

  未来,北斗三号更加优异的性能以及一系列新技术,将进一步拓展北斗系统的应用服务范围。例如,按照国际民航标准提供星基增强服务,让航班飞行、起降更安全;提供国际搜索救援服务,让海事搜救更加快速精准,等等。随着“万物互联”时代的到来,北斗导航系统将在更多的行业和领域得到应用,造福国计民生。

  开放合作交流,落户域外各国——

  “一带一路”见证世界北斗

  卫星导航系统是国民经济的重要基础设施,也是全球性公共资源。从建设之初,北斗导航系统就秉持开放合作理念——既是中国的北斗,也是世界的北斗。

  北斗二号建成后,在向国内提供系统服务的同时,即公开向亚太地区提供免费服务。

  从北斗地面增强基站落户泰国,到新加坡将北斗用于解决城市拥堵问题,再到中阿北斗中心在突尼斯落成,北斗走向全球的足迹越来越远,服务的世界各国民众越来越多。

  在蒙古国,用上“北斗卫星放牧系统”后,牧民冬季放牧时用手机就能详知整群牲畜的位置、数量和生存状态;在老挝,北斗服务于精细农业、病虫灾害监管;在文莱,北斗辅助其都市建设、智慧旅游;在巴基斯坦,北斗为地籍管理、环境监测、交通监控等多种信息化管理提供保证;在马来西亚,“北斗东盟数据及服务中心”为东盟地区多国提供多领域服务……

  目前,北斗系统已覆盖沙特、缅甸等近30个“一带一路”沿线国家。

  为世界提供更好服务,离不开技术创新——

  使用普通的导航卫星定位时,会有几米甚至十几米的误差。在地面建设基准参考站可以减小定位误差。然而,一座基站只能覆盖周围几十公里。靠大量建设基站来实现精准定位,不仅耗资巨大,还无法实现热点地区全覆盖。

  如今,在天上静止的北斗三号地球同步轨道(GEO)卫星,可以像其他通信卫星那样向地面稳定地传送信号,相当于直接把基站建到了天上,既减少了大规模的基站建设,也有利于用户更便捷使用精准的定位服务。

  为世界提供更好服务,离不开开放合作——

  2014年,北斗系统成为继美国GPS、俄罗斯格洛纳斯系统之后第三个被国际海事组织认可的全球卫星导航系统,正式取得海事应用国际合法地位。目前,北斗系统已被国际民航、国际海事、3GPP移动通信等国际组织接纳与认可,将为全球免费提供搜索救援服务。

  2014年,北斗与GPS在达成频率兼容共识基础上,建立合作机制,共同推动民用卫星导航技术发展。2015年,北斗与伽利略系统完成卫星导航频率协调工作。去年,北斗又与格洛纳斯成功进行了两大系统的兼容试验。北斗三号将提供性能更优、与其他系统信号兼容互操作程度更高、用户体验更优的服务信号。

  目前,我国已与南亚、中亚、东盟、阿盟、非洲等国家和组织建立了相关合作机制,并成功举办首届中阿北斗合作论坛。联合国全球卫星导航系统国际委员会第十三届大会上,我国将卫星导航服务扩展到地月空间的提案得到了充分认可。

  北斗卫星导航系统已成为中国改革开放40年来取得的重要成就之一。今日的中国北斗,无比精彩;明日的“世界北斗”,更加值得期待。

关键词:北斗三号
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