瞭望台｜發射成功，「嚞星」高照！北斗全球組網完成部署，將帶來什麼改變？

 今日（6月23日）9時43分，北斗三號最後一顆全球網路衛星在西昌衛星發射中心短暫升空，衛星狀態正常，發射任務衛星成功。北斗三號全球衛星導航系統星座部署全面完成！

▲9時43分！點火！攝影師：胡煦劼（圖片來源：中國新聞網）

▲ 攝影：胡煦劼（圖片來源：中國新聞網）

▲ 《收官之星》開始升空！（圖：央視新聞用戶端直播）

▲ 成功星箭

▲ 太陽翼展開

▲ 來自三級引擎上的鏡頭：以地球為背景，發送衛星遠行

中國北斗，為你驕傲！

 北斗三號系統強在哪裡？

北斗三號的服務區域將擴展至全球，擁有自主智慧財產權和核心技術，北斗導航衛星單機和關鍵零件國產化率達100% 

北斗三號的短報文通訊能力顯著提升，訊息傳送能力從一次120個漢字提升到一次1200個漢字，突發情況時消耗字斟酌，足以將情節一次性說清楚，無線電圖片等信息，應用場景更加豐富

其中GEO「吉星」家族（地球靜止衛星）具備無線電導航、無線電測量、星基增強、精密單點定位、功率增強、站間同步和定位六大本領，為我國及週邊地區用戶提供定位導航授時、短報文通信、星基增強、星間通信與測量、站間同步、精密單點定位等無線電服務。

裝載耕宇牧星，中國北斗達到了什麼水準？有哪些關鍵技術？能實現什麼功能？看看 

　　6月23日，由中國航太科技集團有限公司第五研究院（以下簡稱「五院」）抓總標準的第55顆北斗導航衛星成功發射，北斗三號全球衛星導航系統星座部署全面完成。

　　「『嚞(音「哲“（すす）星發射成功，迎來北斗衛星全球導航系統部署完美結束。 」五院北斗三號衛星總設計師陳忠貴說。

　　「嚞星”，是五院對北斗三號第30顆衛星的暱稱。它是北斗衛星導航系統的第55顆衛星，也是北斗三號衛星導航系統中的第三顆地球同步軌道衛星（GEO衛星）。

　　「GEO系列衛星數量不多，但作用關鍵，五院北斗人稱其為『吉星』。」五院北斗三號產品團隊的科研人員告訴記者，因在「吉星」家族中排行第三，第55顆北斗導航衛星被稱為「嚞星」。

　　如今，「嚞星」攜閃電「神器」駐守高軌天疆，肩負顯著增強北斗三號整體技術指標的職責。隨著「嚞星」在北斗全球組網「大棋局」的落子定盤，北斗三號30顆網路衛星已全部滿足，北斗全球組網部署完成。

▲ 北斗導航衛星組網圖

衛星導航系統達到國際先進水平

　　「高性能、高可靠的北斗全球衛星導航系統建設，既是對北斗區域系統的完善與升級，更是聚焦世界一流衛星導航系統的攀登與跨越。」五院北斗三號工程副總設計師、衛星首席總設計師謝軍說，系統建成後性能與美國GPS相當，使我國衛星導航系統達到國際先進水準。

　　相較於北斗二號區域系統，北斗三號的服務區域將擴展至全球，同時，實現了下行導航訊號升級與改造等關鍵技術的突破，完成了與北斗二號下行導航訊號的平穩過渡，並在此基礎上增加了新的導航訊號，為用戶提供更優質的服務。

▲ 北斗三號衛星翱翔在太空中

　　據介紹，北斗三號全球衛星導航系統由MEO衛星（地球中圓軌道衛星）、傾斜地球同步軌道衛星（注意地球同步軌道衛星）和GEO衛星（地球靜止衛星）不同衛星的衛星組成，包括24顆MEO衛星，3顆IGSO衛星和3顆GEO衛星。

　　作為北斗家族中的大個子，GEO「吉星」家族駐守在36000公里的天疆，為北斗導航系統的技術指標提升提供增強服務。

　　據介紹，「吉星」家族採用的衛星平台是五院標籤的東方紅三B（導航）衛星平台，是我國目前規模較大的衛星平台之一。

　　強大的承載能力讓「吉星」家族具備無線電導航、無線電測量、星基增強、精密單點定位、功率增強、站間時間同步與定位六大本領，為我國及週邊地區用戶提供定位導航授時、短報文通訊、星基增強、星間通訊與測量、站間同步、精密單點定位等導航服務。

　　「最突出的特色是有源定位和短報文通信，這是中國北斗系統的創舉。」謝軍介紹，主動定位利用無線電定位技術，是北斗的「基因」。透過兩顆GEO導航衛星聯手，不僅能回答用戶“我在哪裡”，還能告訴關注用戶行踪的相關方“你在哪裡”，在搜救、漁業等領域被廣泛使用，是保障民生安全的“千里眼”。

　　北斗三號的短報文通訊能力也顯著提升，訊息傳送能力從一次120個漢提升到一次1200個漢，突發情況時字斟酌斟酌，足以將情節一次性說清楚，發送圖片等訊息，應用場景更加豐富。同時，北斗三號的服務能力較北斗二號拓展了10倍，在通訊、電力、金融、測繪交通、漁業、農業、林業等領域，更多人可以享受北斗導航系統的普惠服務。

　　在大眾應用方面，從手機定位到手錶授時，從共享單車到無人駕駛；從交通導航到防災減災，從無人耕作到助力抗疫；從車聯網到物聯網，從智慧港口到智慧鑽機，隨著5G時代的到來，北斗正在與新一代行動通訊、區塊鏈、人工智慧等新生活方式加速融合，北斗應用新的生活方式

　　今年3月份，北斗三號第二顆GEO衛星就位後，北斗系統新體制下主動定位功能得到驗證，拉開了無線電測定功能全面升級的序章。隨著「兄弟嚞星」的入列，北斗三號「吉星」三號在太空團聚，將在赤道一路上拉開更大距離，為週邊沿線更流暢的區域提供服務，北斗特色將躍升到新高度。

▲ 五院的設計師在工作現場針對具體問題展開討論

北斗「三步走」連戰連捷

　　「80年代，中國開始探索適合國情的衛星導航系統發展道路，形成了『三步驟』的發展策略。」陳忠貴說，北斗系統經歷了北斗一號、二號、三號系統3個建設階段。

　　1983年，以我國「兩彈一星功勳章」得主、國家「863計畫」的主要提出者陳芳允院士為代表的專家學者提出了利用兩顆地球同步軌道衛星來測量地面和空中目標的設想。

　　1994年，北斗一号系统工程启动建设。2000年，两颗地球静止轨道卫星成功发射，系统建成并投入使用；2003年和2007年，完成了第3颗、第4颗地球静止轨道卫星的发射，进一步增强了系统的性能。北斗一号系统采用有源定位体制，为中国用户提供定位、授时、广域差分和短报文通信服务，使我国成为继美俄后第三个拥有自主卫星导航系统的国家。

　　2004年，北斗二號系統工程啟動興建。 2012年底，網路發射，成功建成國際上首個混合星座區域衛星導航系統，服務區域覆蓋亞太地區，北斗系統成為國際衛星導航系統四大服務商之一。

　　2009年，北斗三号系统启动关键技术攻关与工程建设。2018年，北斗三号基本系统建设完成，正式向“一带一路”及全球提供基本导航服务，中国北斗向全球组网的目标迈出了实质性的一步；2019年12月底，全球系统核心星座部署完成；2020年6月23日，第55颗北斗导航卫星成功发射，北斗三号全球卫星导航系统星座部署全面完成。

　　“隨著‘嚞星’的成功發射並在軌道上穩定運行，意味著北斗系統退出中國，走向世界。”謝軍說。

　　「幾十年來，北斗系統的服務定位精度、系統穩定性、功能全面性不斷提升，成為國家重要的空間基礎設施，全面支撐國家安全和經濟社會發展的需要。」陳忠貴說，展望未來，計畫2035年以北斗系統為核心，建構完善於更泛化、更融合、更智慧的國家綜合定位導航授時體系。

▲ 衛星轉運至發射塔架，「吉星」隊伍與星箭合影

自主可控肩負強國重任

　　「北斗是國之重器，事關現代化建設和國民經濟發展，自主可控關鍵。」陳忠貴說，作為重要的時間和空間訊息，如果由別人提供，安全感何來？例如，目前的熱點“新基建”，將是我國建設發展下一階段的重要方向，時間基準和空間位置基準是關鍵的基礎，北斗導航系統是「新基建」的基礎建設、基礎的基礎。

　　「關鍵核心技術是要不來、買不來、討價還價不來的。」在北斗商標的道路上，這一點五院北斗人感觸尤深。

▲ 五院北斗人操作

　　「定向的太空燈塔如何建立起來？自己的位置誰來測量？怎麼保持穩定？多顆衛星如何能夠安全、可靠地工作？」謝軍說，這「四連問」涉及從衛星本體構造、導航整體技術、核心單機合約、自主創新突破4個方面，北斗的國產化之路，步履艱辛，透過三代北斗系統的探索與實踐，終不負時光，交出一份閃亮答案。

　　「國產化是從北斗一號的太陽帆板做起的。」北斗一號總設計師範本堯院士回憶說，北斗一號系統建設時，國外對我們技術封鎖，關鍵單機和零部件被一些國家“卡脖子”，而國內的部件廠家尚未成熟，北斗一號質量只能在摸索中起步。

　　「當時北斗是第一個『吃螃蟹』的，硬著頭皮上。」範本堯說。擁有是東方紅三號平台的橫空出世，還是影響長消耗的三大關鍵部件，憑藉自力更生的創業精神，北斗一號解決了衛星的問題。供給上面的太陽帆板，為衛星提供由光轉為電的部件，以及控制系統的轉動機構，這些核心產品的國產化，讓北斗衛星的身體呈現「中國體格」。

　　此後的國產化攻勢更是一路披荊斬棘。

　　北斗二號突破了國外的技術封鎖，攻克了以導航衛星整體技術、可星載原子鐘等為代表的關鍵技術，讓衛星導航系統「心臟」跳動出「中國心率」。

　　五院衛星團隊首先提出了國際上首個高中軌道星間運輸混合型新體制，擁有了具有自主知識產權的星間運輸網絡協議、自主定軌、時間同步等系統方案，填補了空白；建立了器部件國產化從協議、驗證到應用集成體系，徹底打破了核心器部件長期依賴進口、受制於人的中間層。

　　北斗三號商標團隊科學研究人員介紹，北斗三號系統有三大看點：

　　一是，新突破實現聯通無極限。由於我國北斗系統不能像美國GPS那樣，在全球建立地面站，為了解決海上衛星的資料傳輸通道，五院北斗三號團隊攻克了星座星間鏈路技術，採取星間、星地傳輸功能一體化設計，實現了衛星與衛星、衛星與地面站的鏈路互通。

　　也就是說，雖然「看不見」在地球另一面的北斗衛星，但用北斗衛星的星間運輸同樣能與它們取得聯繫。用星間運輸技術，不僅實現了衛星相互的通訊和數據傳輸，還能相互測距，自動“保持隊形”，可以減輕地面管理維護壓力。在星間連結技術的應用中，設計了全新的網路協定、管理策略和路由策略，解決了無法進行全球佈站衛星境外監測的難題，是北斗全球導航導航系統建置的一大特色。

　　二是，新實現的衛星消耗較長。「北斗是一個開放的系統，中國的北斗也是世界的北斗，中國發展衛星導航技術是國民經濟的重要基礎，也是為全人類提供坐標和空間坐標的基礎設施，服務的連續性和穩定性警告。」五院北斗三號衛星總指揮遲軍說，就像停水停電影響城市生活一樣，衛星導航服務一旦中斷，國家和社會的正常運作會受到很大的影響。因此，對衛星導航的連續性、連續性提出了嚴格的設計要求。

　　為提高衛星軌道服務的可靠性，北斗三號衛星採取了可靠性措施，使衛星的設計壽命達到12年，達到國際導航衛星的先進水平，為北斗系統服務的連續、穩定提供了基礎保證。

　　三是，新「神器」讓服務「零工件」。為了提升服務的精確度，北斗三號配置了新一代原子鐘，透過提升原子指標，提升衛星效能、改善使用者體驗。原子鐘是利用原子躍遷頻率穩定的特性保證產生時間的精準性，目前國際上主要有銣原子鐘、氫原子鐘、銫原子鐘等。我國北斗衛星採用銣原子鐘，同時也配置了性能更高的新研國產氫原子鐘。原子鐘雖然質量和功耗比銣原子鐘大，但穩定性和相對率等指標更優。相對於銣原子鐘，我國起步更晚，2015年我國關稅的氫原子鐘首次在軌道應用驗證，為北斗全球導航系統進行了技術探索，至今功能、性能十分穩定。星載氫原子鐘的在軌道應用，對於實現北斗導航定位「分秒不差」發揮重要作用。

　　「『嚞星』在國產化方面是集大成之作，擁有自主智慧財產權和核心技術、北斗導航衛星單機和關鍵元元件國產化率達100%。 」謝軍說，核心技術可控是中國太空事業創新發展的關鍵。

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