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北斗全球系统核心星座部署完成
发布时间:2019-12-23 15:52:43    来源:新华网    责任编辑:涂策

  将为全球用户提供性能优异的导航服务——

  北斗全球系统核心星座部署完成

  12月16日,北斗三号面向全球导航服务的最后一组MEO卫星——第52、53颗北斗导航卫星终于落子于北斗“大棋盘”的中圆地球轨道。至此,北斗三号在该轨道上规划的24颗卫星已全部到位,标志着全球系统核心星座部署完成,将为全球用户提供性能优异的导航服务,以及全球短报文通信、国际搜救等特色服务。

  自2017年11月5日首次发射北斗三号组网卫星以来,在工程7大系统、300多家参研参建单位、10余万名科研人员的共同努力下,仅两年多时间,已连续成功实施18次组网发射,将28颗北斗三号组网卫星和2颗北斗二号备份卫星顺利送入预定轨道,以平均每月发射1.2颗卫星的高密度,刷新了全球卫星导航系统组网速度的世界纪录。

  右图 我国在西昌卫星发射中心以“一箭双星”方式成功发射第52、53颗北斗导航卫星。 郭文彬摄

  左图 携带卫星的火箭发射后,在天空留下的火箭尾迹云。 郭文彬摄

  下图 北斗双星转运至发射现场。南 勇摄

  智慧管理 高效组网

  早在上世纪80年代,考虑到当时的经济实力、技术水平和快速投入使用的需求,我国通过充分论证,抛弃了国际上惯有的一步建成全球组网系统的路线,采取“先区域、后全球”的三步走战略。

  在目前已发射入轨的24颗中圆地球轨道卫星中,14颗由中国航天科技集团有限公司所属中国空间技术研究院抓总研制,10颗由中国科学院微小卫星创新研究院抓总研制。工程有关负责人介绍,北斗三号全球系统研制期间,通过强化产品多家布局,组织多方同步攻关,极大调动了各方资源力量,极大促进了优势互补、协同共进,极大加速了关键核心技术突破,推动形成了良性互利的发展局面,为确保北斗三号全球系统快速高效组网发挥了重要作用。这是北斗系统创新工程管理模式的重大举措,是推动重大航天工程治理体系和治理能力现代化的有益探索。

  “集中力量办大事是我们成就事业的重要法宝。”中国航天科技集团有限公司所属中国空间技术研究院逐步摸索出航天项目群管理模式。他们遍寻“能人”,利用国内最先进的科技成果和最优质的材料、技术、产品进行系统集成,实现总体优化。在全国一盘棋的大协作下,北斗导航系统各个环节才得以高效运转,资源才得到有效整合。

  重大核心技术和关键产品是买不来的。北斗国产化推进之初步履维艰,北斗人不惜花费超过其他卫星3倍多的时间反复验证、测试、迭代,并主动帮助生产厂家改进技术和管理流程,毫无保留地传授经验。北斗三号工程副总设计师、卫星首席总设计师,曾任北斗二号卫星总设计师的谢军回忆道,“那段时间只要一下班,我就跑去厂家现场‘督战’。有时做产品试验,我甚至守在一旁36小时不合眼”。

  “发展的路子走得有点弯、有点长,但是符合国情和发展需要,节拍与国民经济的步伐完全一致”,北斗一号卫星总指挥李祖洪说。“三步走的战略确保我们至少提前10年用上了北斗,满足了我国的实际情况,是中国的首创”,北斗一号卫星总设计师范本尧说。

  从北斗一号数年研制一颗星,到北斗二号3年研制15颗星,再到北斗三号3年并行研制20颗星……在北斗发展进程中,一组组数据充分反映了北斗团队的高效。为突破发射高峰期集中交付产品压力大的瓶颈,中国航天科技集团公司五院打破常规,提前策划先期投产方案,根据产品的成熟度进行分类,有重点地提前投产,极大缓解了承研单位的压力,保障了产品质量安全。这些创新举措也极大提升了北斗三号的组批生产效率。

  2003年,北斗一号系统建成,这使我国成为继美、俄之后第三个拥有自主卫星导航系统的国家;2012年12月27日,北斗卫星导航系统正式提供区域服务,北斗系统成为国际卫星导航系统四大服务商之一;2018年12月27日,北斗三号基本系统部署完成;如今,北斗三号完成了全球系统核心星座部署……步步为营、久久为功,北斗正将三步走的战略路径逐步变为现实。

  独特星座 中国首创

  在北斗三号卫星“天团”里,有3类队员,它们分别在不同轨道上坚守着岗位。本次发射的双星,也就是中圆轨道卫星——MEO卫星,被北斗人称为“萌星”,是全球组网的主力。它们不辞辛劳地绕着地球满场飞,让自己的聚焦点在地面画着波浪线,以求覆盖到全球更广阔的区域。

  北斗三号卫星总设计师王平介绍,MEO卫星的轨道高度约为2万公里,轨道周期约为12个小时,与地球自转周期不同步。“从地面上看,它们由西向东不断的运动覆盖全球。因此,要想提供全球导航服务,主要是依靠MEO卫星。这也是为什么把24颗MEO卫星作为北斗的全球组网核心星座的原因”,王平说。

  在萌星为全球组网冲锋的同时,队友们也非常给力。其中,深情的“吉星”——GEO卫星是地球静止轨道卫星,始终随着地球自转而动,以便时刻聚焦祖国;“爱星”——IGSO卫星则是倾斜地球同步轨道卫星,如同辛勤的蜜蜂,让自己的星下点轨迹包住亚太地区,保护中国周边。

  在美国GPS、俄罗斯格洛纳斯、欧洲伽利略等导航系统纷纷以单一轨道卫星部署星座的背景下,中国北斗却独树一帜,采用3种轨道卫星组成混合导航星座。

  为何如此布局?这源自北斗三步走的发展战略。在前两步里,北斗分别要为中国和亚太地区提供服务,吉星和爱星显然更有优势,而萌星更适合在全球导航服务的战场上发挥作用。况且,当时萌星还有很多关键技术尚未突破,需要通过实战验证。

  为此,北斗人首次建成了混合星座,以最少的卫星数量建设了集基本导航、位置报告等多种业务于一体的北斗二号区域卫星导航系统,成为世界上区域卫星导航系统建设的典范。

  这种技术体制可以高效构建区域系统,兼顾拓展全球系统。在北斗二号系统的建设中,共布局了4颗萌星,并给它们充分的时间和绝佳的平台去逐步攻克一系列全球组网稳定运行的瓶颈问题。因此,当北斗开启全球组网征程后,跃升为主力的萌星得以大显神威。

  而此时的吉星和爱星则成为最佳队友。北斗人为它们精心设计了数量不多,作用却很关键的岗位。它们不仅承担着配合萌星、显著增强北斗三号整体技术指标的“助攻”职责,还携带了很多“神器”,为未来北斗广泛运行与应用之路开疆拓土。

  目前,北斗三号全球系统组网已进入冲刺阶段。按照计划,我国将于2020年上半年发射两颗地球同步轨道GEO卫星,全面建成北斗三号系统,为全球提供更优质的服务。与此同时,我国已经启动了北斗系统接续发展的总体论证和关键技术攻关等工作,计划于2035年前,建成以北斗系统为核心的综合定位、导航、授时体系。(记者 姜天骄)

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