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北斗系統全球閃耀 | 北斗三號全球系統核心星座部署完成

2021-12-29 303

3月16日,北斗52號和53號導航衛星攜手飛抵天江,降落在北斗「大棋盤」的中地球軌道上。至此,北斗三號計畫在該軌道部署的24顆衛星全部就位,標誌著全球系統核心星座部署完成。


     迄今為止,第五航太科學技術院集團已研發出發射裝置288件飛船。

     什麼是核心星座?為什麼北斗三號由三種類型的軌道衛星組成?我們距離全球系統連網還有多遠?記者走進負責北斗三號衛星研發的主要單位-航太科技集團公司第五研究院(以下簡稱「第五研究院」),一探究竟。


核心星座,覆蓋範圍更廣


     在北斗三號衛星的「天團」中,有三種類型的成員堅守在不同的軌道上。這次發射的雙子星,即中圓軌道衛星(MEO衛星,北斗五院的人稱它們為「可愛星星」),是全球聯網的主力軍。它們不知疲倦地繞著地球飛行,讓它們的光束在地面上劃出波浪線,以覆蓋更廣闊的世界區域。


     北斗三號衛星總設計師王平介紹說,中地球軌道(MEO)衛星的軌道高度約為3萬公里,軌道周期約12小時。 「從地面上看,它自西向東持續移動,覆蓋全球,因此,為了提供全球導航服務,我們主要依靠中地球軌道衛星。這也是為什麼北斗全球網路的核心星座由20,000​​24顆中地球軌道衛星組成。」王平說。


     當這顆可愛的小星星為全球網路充電時,它的隊友們也十分出色。其中,深情款的「濟星」(地球靜止軌道衛星)是一顆始終與地球自轉同步的地球靜止軌道衛星,時刻守護著祖國;而「愛心星」(傾斜地球同步軌道衛星)則像勤勞的小蜜蜂一樣,使其子衛星的運行軌跡環繞著亞太地區,守護著中國的周邊環境。


獨一無二的星座,中國首例。


     在美國 GPS、俄羅斯 GLONASS 和歐洲 Galileo 等導航系統部署單軌道衛星星座的背景下,中國的北斗系統獨樹一幟,使用三顆軌道衛星組成混合導航星座。


     為什麼會這樣佈局?這源自於北斗的三階段發展策略。在前兩個階段,北斗將分別服務中國和亞太地區。集星和愛星顯然更具優勢,而夢星則更適合在全球導航服務領域發揮作用。此外,當時的夢星還擁有許多尚未突破的關鍵技術,需要在實戰中得到驗證。

▲ 綜合工作

     北斗第五研究院的研究人員首次建造了 GEO/IGSO/MEO 混合星座,並以最少的衛星數量建造了集基本導航、位置報告等服務於一體的北斗二號區域衛星導航系統,成為世界區域衛星導航系統建設的典範。

▲ 經過嚴格測試

     這套技術體系能夠有效率地建構區域系統,並兼顧全球系統的擴展。在北斗二號系統的建造過程中,部署了四顆“萌星”,為它們提供了充足的時間和優越的平台,使其逐步克服了一系列阻礙全球網路穩定運行的瓶頸。因此,當北斗開啟全球聯網之旅時,這四顆後來成為主力軍的「萌星」得以充分展現自身實力。

▲ 仔細閱讀

     此時,季星和愛星已成為最佳搭檔。北斗方面精心為他們設計了數量不多但至關重要的職位。他們不僅肩負著輔助可愛明星、顯著提升北斗三號整體技術指標的重任,還承載著諸多“神器”,為北斗未來更廣泛的運行和應用開闢了道路。

▲ 謹慎操作

     不急躁,不盲目,而是根據國情巧妙設計的北斗航線和星座方案,飽含中華民族的實踐智慧和務實精神,為國際衛星導航技術體系貢獻了中國的智慧和方案。


全球網路化,勝利在望


     北斗人民遵循三步驟走路徑,堅持戰略決心,穩步完成了北斗三號全球系統核心星座的部署。


     目前,北斗三號全球系統網路已進入決鬥衝刺階段。按計劃,所有連網衛星發射將於明年上半年提前完成,自主建成世界一流的全球衛星導航系統。當我國達成第一個百年目標,全面建成小康社會時,北斗的「全球夢」也將實現。


     不僅如此,為了建構和完善更加普及、更加一體化、更加智慧化的綜合時空系統,第五屆國家科學院著眼於未來先進技術,系統規劃了性能先進、功能全面、安全可靠的下一代導航衛星技術系統,並提出了基於北斗衛星的國家綜合定位、導航和授時系統的技術發展戰略。


     「全球夢」的實現或許會成為他們新的起點。我們期待北斗之光照亮世界各地,帶來更廣闊、更溫暖的光芒。



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