北京時(shí)間6月25日2時(shí)9分，第46顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星成功發(fā)射。作為北斗三號(hào)第2顆傾斜地球同步軌道衛(wèi)星，它將以更廣的區(qū)域、更高的精度，增強(qiáng)北斗三號(hào)整體技術(shù)指標(biāo)。

圖片來自“123rf.com.cn”

目前，中國(guó)北斗正以世界領(lǐng)先的速度部署全球?qū)Ш健按笃寰帧薄．?dāng)美國(guó)GPS、俄羅斯格洛納斯、歐洲伽利略等紛紛以單一軌道衛(wèi)星部署星座時(shí)，北斗獨(dú)樹一幟地采用三種軌道衛(wèi)星組成混合導(dǎo)航星座，為國(guó)際衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)體系貢獻(xiàn)了中國(guó)方案。這樣的布局有何奧妙?記者走進(jìn)了“北斗大本營(yíng)”航天科技集團(tuán)五院一探究竟。

三類“棋子”均不凡

北斗三號(hào)目前已成功發(fā)射了21顆衛(wèi)星，包括18顆MEO衛(wèi)星(中圓軌道衛(wèi)星，因小巧靈活被網(wǎng)友親切地稱為“萌星”)、1顆GEO衛(wèi)星(地球靜止軌道衛(wèi)星，被北斗人稱為“吉星”)和2顆IGSO衛(wèi)星(傾斜地球同步軌道衛(wèi)星，被北斗人稱為“愛星”)。

這三類“棋子”落在縱橫交錯(cuò)的“棋盤”上各司其職。萌星是全球組網(wǎng)的主力，不辭辛勞地繞著地球轉(zhuǎn)，讓星下點(diǎn)軌跡不停地畫著波浪線，以求覆蓋更廣闊的區(qū)域;吉星始終隨著地球自轉(zhuǎn)而動(dòng)，以便時(shí)刻聚焦祖國(guó);愛星則如同辛勤的蜜蜂，讓自己的星下點(diǎn)軌跡始終聚焦亞太地區(qū)，跳著8字舞。

三類“棋子”并非首次聯(lián)手，在北斗二號(hào)系統(tǒng)中，他們就聯(lián)袂展現(xiàn)了非凡作用。

立足國(guó)情巧布局

有同學(xué)可能會(huì)問，別國(guó)導(dǎo)航系統(tǒng)都是以單一軌道衛(wèi)星部署，北斗系統(tǒng)為什么有三種軌道衛(wèi)星?這要從北斗發(fā)展路線之爭(zhēng)說起。

北斗起步之初，該走什么樣的道路，是一步跨到全球組網(wǎng)，還是小步快跑、分階段跨越?在激烈的思想碰撞中，意見漸漸傾向于后者。

曾參與技術(shù)路線討論的北斗一號(hào)衛(wèi)星總設(shè)計(jì)師范本堯院士說：“系統(tǒng)一下建那么大(全球組網(wǎng))，需要大量的時(shí)間和資金。當(dāng)時(shí)剛剛改革開放，用戶集中在國(guó)內(nèi)、周邊。因此，‘先區(qū)域、后全球’的技術(shù)途徑很正確，符合中國(guó)國(guó)情，具有中國(guó)特色?！?/p>

中國(guó)-亞太-全球，三步走的路線決定了北斗的格局。前兩步，北斗需要鎖定中國(guó)和亞太地區(qū)提供服務(wù)，吉星和愛星顯然更有優(yōu)勢(shì)，而萌星則不太經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，況且當(dāng)時(shí)萌星上的很多關(guān)鍵技術(shù)尚未突破。但也不能完全放棄萌星，必須通過實(shí)踐驗(yàn)證技術(shù)，畢竟最終要邁向全球。

為此，五院北斗人首次建成了 GEO/IGSO/MEO 混合星座，以最少的衛(wèi)星數(shù)量建設(shè)了集基本導(dǎo)航、位置報(bào)告等多種業(yè)務(wù)于一體的北斗二號(hào)區(qū)域衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，成為世界上區(qū)域衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)的典范。在該系統(tǒng)的建設(shè)中，通過4顆萌星在軌運(yùn)行，逐步攻克了一系列瓶頸問題。因此當(dāng)北斗開啟全球組網(wǎng)征程后，躍升為主力的萌星得以大顯神威。

此時(shí)吉星和愛星就可以退出歷史舞臺(tái)了嗎?當(dāng)然不!北斗人充分考量了吉星和愛星的優(yōu)勢(shì)，為他們?cè)O(shè)計(jì)了數(shù)量不多、作用卻很關(guān)鍵的崗位。他們不僅承擔(dān)著配合萌星、增強(qiáng)北斗三號(hào)整體技術(shù)指標(biāo)的“助攻”職責(zé)，還攜帶了很多“神器”，為未來的北斗之路進(jìn)行拓展和驗(yàn)證。

獨(dú)特棋盤顯功底

方案設(shè)計(jì)再智慧，最終還要付諸現(xiàn)實(shí)，這考驗(yàn)著北斗人的技術(shù)實(shí)力和精神意志。

為建成北斗二號(hào)系統(tǒng)，五院突破了混合導(dǎo)航星座設(shè)計(jì)、高穩(wěn)定性信號(hào)播發(fā)通道、有源和無源定位一體化、星載原子鐘高精度高穩(wěn)定熱控等眾多關(guān)鍵技術(shù)，首次實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航定位、短報(bào)文通信、差分增強(qiáng)三種服務(wù)融為一體。

吉星、愛星用于高精度導(dǎo)航的系列關(guān)鍵技術(shù)，get!

愛星、萌星靈活高效的空間數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，提高衛(wèi)星信息管理和自主運(yùn)行水平，get!

……

北斗系統(tǒng)建設(shè)邁入第三步后，五院實(shí)現(xiàn)了我國(guó)導(dǎo)航衛(wèi)星能力的提升和跨越：

我國(guó)首個(gè)全桁架式衛(wèi)星平臺(tái)，承載效率等指標(biāo)達(dá)國(guó)際一流水平，get!

首次實(shí)現(xiàn)獨(dú)具特色的新型導(dǎo)航信號(hào)播發(fā)，極大提升了用戶抗干擾能力和測(cè)距精度，get!

突破多軌道混合星座星間鏈路技術(shù)，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航星座“一站式管理”，get!

突破衛(wèi)星自主健康管理技術(shù)，衛(wèi)星信號(hào)非計(jì)劃中斷次數(shù)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)導(dǎo)航衛(wèi)星服務(wù)水平，get!

……

隨著清單上的瓶頸問題被逐項(xiàng)劃去，北斗將核心技術(shù)牢牢掌握在自己手中，闊步走向世界。