央廣網北京7月31日消息(記者張棉棉)據中央廣播電視總臺中國之聲《新聞縱橫》報導,31日,北鬥三號全球衛星導航系統建成暨開通儀式將於上午10點30分在人民大會堂舉行。中共中央總書記、國家主席、中央軍委主席習近平將出席儀式。北鬥三號全球衛星導航系統的開通,究竟意味著什麼?和世界其他導航系統相比,中國北鬥有哪些突出的優勢,又將如何更好服務全球?
北鬥衛星導航系統第55顆衛星暨北鬥三號最後一顆組網衛星6月23日順利發射升空,至此,30顆北鬥三號全球組網衛星全部到位,我國北鬥三號全球衛星導航系統星座部署全面完成,比原計劃提前半年完成。北鬥辦最新消息顯示,這顆衛星目前已完成在軌測試、入網評估等工作,於近日正式入網,使用測距碼編號61提供定位導航授時服務。回顧我國北鬥衛星系統的發展歷程,這是一條目標明確,但又充滿艱辛的道路。
1994年,我國立項開始北鬥一號系統的研製。北鬥衛星導航系統首任總設計師孫家棟說:「實際上是空間的基礎設施,確確實實從國家安全、經濟建設、經濟安全上,它對國家的各方面影響很大。一個國家在信息安全上,一定要實現自主可控。」
「獨立自主」成為了我國北鬥人在建設導航三步走戰略中不懈追求的目標。在此基礎上,2000年,我國發射了兩顆靜止軌道衛星,也就是北鬥一號衛星。
與世界其他導航系統不同的是,北鬥一號試驗系統只需要兩顆衛星就能實現定位。雙星定位也為我國的導航系統建設邁出了關鍵的第一步。航天科技集團五院北鬥三號衛星總設計師王平說,這一方案利用我國現有成熟技術,以最小投入、最短周期,實現了衛星導航系統建設的獨立自主。
「用戶拿一個發射機,你朝天上發信號,北鬥衛星收到你的信號以後,通過兩顆衛星,它就可以定出你的位置。所以它是一個區域的、有源的衛星導航系統。」王平說。
第二步,區域覆蓋。2004年我國啟動北鬥二號系統的建設,並在2007年發射了一顆導航衛星。2009年起,後續衛星持續發射,2011年開始對中國和周邊地區提供測試服務。2012年12月27日,中國衛星導航系統管理辦公室主任、北鬥系統新聞發言人冉承其宣布:「北鬥衛星導航系統於今日正式提供區域服務。」
北鬥二號創新構建了中高軌混合星座架構,到2012年,完成了14顆衛星的發射組網。這14顆衛星中,解決了用戶容量限制,滿足了高動態需求。王平表示,北鬥二號系統的建成,不僅服務中國,還可為亞太地區用戶提供定位、測速、授時和短報文通信服務。王平說:「北鬥二號相對於北鬥一號來說,最大的進步是它把信號體制由有源邁向了無源。從衛星發射導航信號,用戶不用再發射了,只是接收信號,就能確定自己的位置。」
在北鬥二號建設的同時,我國於2009年啟動了北鬥三號全球系統的建設。2017年11月5日,北鬥三號組網衛星在西昌衛星發射中心成功發射,開啟了北鬥系統全球組網的新時代。
到今年,北鬥三號完成了30顆衛星發射的組網任務,全面建成北鬥三號系統。最後發射的這一顆衛星,是北鬥三號全球衛星導航系統第3顆地球靜止軌道GEO衛星。GEO系列衛星雖然數量不多,但是作用關鍵,作為一顆駐守在高軌天疆的大塊頭,肩負顯著增強北鬥三號整體技術指標的職責,還攜帶了很多利器,為中國北鬥在軌運行和應用之路開疆拓土。北鬥衛星導航系統工程總設計師楊長風說,北鬥三號全球衛星導航系統星座就是由3顆靜止軌道GEO衛星、3顆傾斜軌道IGSO衛星和24顆中圓軌道MEO衛星構成。三種不同軌道衛星的混合星座布局是中國的獨創設計。
楊長風介紹:「中圓軌道衛星是我們北鬥三號系統的核心星座,它確保了我們全球系統均勻地覆蓋。我們在全球任何一個地方都可以享受到我們北鬥衛星導航系統高精度的服務。全球星座和區域星座相結合正是北鬥獨創的一門技術,既可以實現全球的覆蓋、全球的服務,又可以突出我們的重點,提供特色服務。」
北鬥三號衛星導航系統提供兩種服務方式,即開放服務和授權服務。開放服務是在服務區中免費提供定位、測速和授時服務,定位精度為10米,授時精度為50納秒,測速精度0.2米/秒。授權服務是向授權用戶提供更安全的定位、測速、授時和通信服務,以及系統完好性信息。
中國的北鬥已經成為可以比肩美國GPS、俄羅斯的格羅納斯系統的世界三大導航系統之一。同時,相比GPS僅向地面發送信號,難以鎖定接收信號終端的位置信息,北鬥還有一點優勢,就是它具備收發信號的功能。北鬥衛星導航系統工程副總設計師楊元喜表示:「我認為在服務功能上,我們是最強大的。因為我們是整體設計的。他們有導航定位授時服務,我們有;伽利略有個國際搜救,我們有;衛星的精密單點定位是我們特有的;星基增強嵌入到衛星裡是我們特有的;區域一千個漢字的報文通訊是我們特有的。從這個意義上說,我們的功能是強大的。在服務性能、定位性能上,目前我們和GPS是相當的,在亞太地區可能比GPS略好。」
31日,北鬥三號全球衛星導航系統將正式開通。然而,距離北鬥三號最後一顆組網衛星發射已經過去了一月有餘,這一個多月的時間,衛星系統究竟完成了哪些工作?中國衛星導航定位協會副秘書長肖雄兵說:「我們的系統衛星打過去之後,在正式參與提供服務之前,還有很多各種各樣的測試。確定各種功能、性能都沒問題之後,才會給它打上一個可以正常提供服務的標誌。」
這之後,我們才能向世界官宣「正常服務」。那麼,正常提供服務和2018年時宣布的「全球應用」有什麼區別呢?肖雄兵解釋說,那時,我國已經具備了全球服務的能力,但相比目前,整體能力還有待提升。另外值得一提的是,目前,雖然我們能夠為全球提供正常服務,但同樣也有發展空間。「2018年已經具備全球服務(功能)了,那個時候有18顆衛星。但是今天我們的北鬥系統有七大服務,相當於有一些服務還沒有完全落地,一些配套的地面服務系統的建設,比如短報文的服務平臺、信息增強,這些服務平臺還在建。目前只是說全球系統的主網已經發射完了,跟GPS、伽利略一樣的全球的基本定位、導航服務已經具備了。」肖雄兵說。
據了解,到2035年,我國還將建成以北鬥系統為核心,更加泛在、更加融合、更加智能的綜合定位導航授時體系。楊元喜透露,未來,從深空到深海,從室內到地下,我們在不同層次的空間都可能有定位、導航和授時的信息源。他說:「就像我們的地面可以建很多大地控制點一樣,我們可以把這些點建在海底,它自己就可以發射信標,就可以為水下的載體提供導航定位授時能力。但是,在海洋監控這些點,難度可能超過空間,供電本身就是問題,這都是對我們提出的挑戰。」