來源:新華每日電訊
6月23日上午,北鬥三號最後一顆全球組網衛星從西昌衛星發射中心直衝九霄,我國提前半年完成北鬥三號全球星座部署。
北鬥三號全球組網衛星共30顆,其中有24顆是中圓地球軌道,3顆地球靜止軌道,3顆傾斜地球同步軌道衛星,被親暱地稱之為「萌星」「吉星」「愛星」。
各司其職 拱衛北鬥全球覆蓋
「萌星」,英文縮寫MEO衛星,星如其名,小巧靈活。24顆「萌星」運行在高度約2萬千米的軌道,7天能繞地球跑13圈,像極了不知疲倦的小萌娃。
「吉星」,英文縮寫GEO衛星,共有3顆,分別定點在東經80°、110.5°和140°。「吉星」運行在約3.6萬千米的地球靜止軌道上,是北鬥家族中不喜動的「大個子」。
同「吉星」軌道高度相同的還有「愛星」,英文縮寫IGSO衛星,數量也是3顆,但「愛星」愛跳舞,星下點軌跡總劃著浪漫的「8」字步。
性格迥異的3種衛星也承擔著不同的任務。
「萌星」是北鬥全球組網的主力隊員,不辭辛勞地繞著地球滿場跑著,讓自己的星下點軌跡不停地畫著波浪線,以便覆蓋到全球更廣闊的區域。
「吉星」則始終隨著地球自轉而動,時時刻刻「高照」祖國,在導航、通信、電力、金融、測繪交通等領域,為祖國發展建設默默奉獻。
「愛星」單星覆蓋區域較大,3顆衛星可覆蓋亞太大部分地區。「愛星」作為高軌道衛星,信號抗遮擋能力強,尤其在低緯度地區,其性能特點更為明顯。
雖然「萌星」「吉星」「愛星」都極富個性,但它們從不獨來獨往,而是通過星間鏈路技術,實現了星間數據傳輸和精密測量,從而大幅提高衛星測定軌精度,提升電文注入頻度,並減少對海外地面布站的依賴,有效降低系統的運行管理成本。
中國北鬥獨創的「三種軌道」「三種衛星」的混合星座工程建設,在國際上亦屬首次。
各得其宜 伴隨北鬥蛻變成長
翻開北鬥導航衛星發射列表,新世紀前11年發射的15顆北鬥衛星中,1顆孤零零的「萌星」,夾在其他「吉星」和「愛星」間。
2009年,北鬥三號工程啟動,按照最簡系統、基本系統、全球系統三步實施組網。這一次,「萌星」迎來高光時刻。
2017年11月5日,北鬥三號衛星首次發射,「一箭雙星」送2顆「萌星」入軌。此後3次發射,相同方式再送6顆「萌星」升空。北鬥最簡系統正是由這8顆「萌星」組成。
2018年底建成的北鬥三號導航衛星基本系統中,1顆「吉星」夾在了18顆「萌星」間。1年後,由24顆「萌星」組成的北鬥三號全球系統核心星座部署完成。
從配角到主角,「萌星」大顯神威的背後,不只是航天事業的發展,更是中國的巨變。
眾所周知,「中國-亞太-全球」是北鬥衛星導航系統的三步走路線。在前兩步中,北鬥需要鎖定中國和亞太地區提供服務,「吉星」和「愛星」顯然更有優勢,而「萌星」則不太經濟實惠,況且當時星上的很多關鍵技術尚未突破。
北鬥一號衛星總設計師範本堯說:「系統一下建那麼大(全球組網),需要大量的時間和資金。當時剛剛改革開放,用戶集中在國內及周邊。因此『先區域、後全球』的技術途徑很正確,符合中國國情,具有中國特色。」
在北鬥二號系統的建設中,通過發射4顆「萌星」並在軌運行,逐步攻克了一系列瓶頸問題。當北鬥開啟全球組網後,「萌星」得以躍升主力。
「吉星」和「愛星」也沒有退出歷史舞臺,反而將承擔配合「萌星」、顯著增強北鬥三號整體技術指標的職責,為未來的北鬥之路進行拓展和驗證。
各顯神通 大國重器名不虛傳
3種衛星裡,誰是滿懷絕技的「掃地僧」?
北鬥三號衛星首席總設計師謝軍的答案,正是6月23日剛剛發射的「吉星」。「GEO衛星是北鬥三號系統中功能最強、信號最多、承載最大、壽命最長的衛星」。
無線電導航、無線電測定、短報文通信、星基增強、精密單點定位……「吉星」升空入軌後,大大提升了北鬥的應用場景。
「吉星」具備衛星精密單點定位功能,可實現動態分米級、事後釐米級的定位服務,服務於汽車自動駕駛、船舶精準停泊等。
對導航信號完好性要求嚴苛的民航駕駛中,「吉星」的星基增強功能,可以通過兩個頻點播發符合國際民航組織標準的星基增強信號,從而精確護航飛機起降。
不僅導航信號兼容增強,「吉星」在短報文通信功能上更有了新突破,通信能力提升10倍。同時,「吉星」的接收信號能力也大幅增強,用戶終端實現了小型化,發射功率可降低10倍,大大提高了用戶體驗。
除「吉星」外,「萌星」靈活小巧、覆蓋全球,「愛星」位居高軌道、單顆覆蓋面廣,都從不同方面增強了北鬥三號的功能性能及整體技術指標。(記者李國利、劉藝)