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文章来源:舰国五金网  |  2022-10-04

30颗卫星全部就位!北斗三号全球卫星导航星座部署顺利收官

6月23日,由中国航天科技集团有限公司五院抓总研制的第55颗北斗导航卫星成功发射。

这是北斗三号全球卫星导航系统第三颗地球同步轨道卫星(GEO卫星,被五院北斗人称为“吉星”)。GEO系列卫星虽然数量不多,但是作用关键,作为一颗驻守在高轨天疆的“大块头”,该卫星肩负显著增强北斗三号整体技术指标的职责,还携带了很多神器,为北斗三号在轨运行和应用之路开疆拓土。

随着此次发射的成功,北斗三号30颗组卫星已全部到位,北斗三号全球卫星导航系统星座部醋酸布胶带署全面完成。

卫星运往发射塔架。南勇 摄

北斗特色跃升到新的高度

我国从上世纪80 年代开始探索适合国情的卫星导航系统发展道路,并逐步形成了“三步走”发展战略。2000年年底,建成北斗一号系统,向中国提供服务;2012年年底,建成北斗二号系统,向亚太地区提供服务。在北斗二号正式提供区域导航定位服务前,北斗三号全球导航系统的论证验证工作已经展开。2017年11月5日,长征三号乙运载火箭成功发射两颗北斗三号全球组卫星,拉开了北斗三号全球卫星导航系统星座部署的序幕。

北斗三号全球卫星导航系统由MEO卫星(地球中圆轨道卫星)、IGSO卫星(倾斜地球同步轨道卫星)和GEO卫星(地球静止轨道卫星)三种不同轨道的卫星组成,包括24颗MEO卫星,3颗IGSO卫星和3颗GEO卫星。相对于灵动活泼的MEO卫星和飘逸优雅的IGSO卫星,“吉星”卫星家族运行在离地球36000公里的轨道上。

“吉星”采用的卫星平台,正是五院研制的东方红三B(导航)卫星平台,是我国现役规模较大的卫星平台之一。强大的承载能力让卫星具备无线电导航、无线电测定、星基增强、精密单点定位、功率增强、站间时间同步和定位六大本领,可为我国及周边地区用户提供导航及增强服务。

“吉星”家族沿袭了北斗系统最鲜明的特色,有源定位和短报文通信,是中国北斗系统的创举。有源定位,利用无线电测定技术,这可是北斗特有的“基因”,通过两颗GEO导航卫星联手,不仅能回答用户“我在哪”,还能告诉关注着用户行踪的相关开发具有1定技术含量的功能性包装材料方“你在哪”,在搜救、渔业等领域被广泛使用,是保障民生安全的“千里眼”。北斗三号的短报文通信能力显著提升,信息发送能力从一次120汉字提升到一次1200汉字,突发情况时无需字斟句酌,足以将情节一次性说清楚,还可发送图片等信息,应用场景更为丰富。此外,北斗三号的服务能力较北斗二号拓展了10倍,在通信、电力、金融、测绘交通、渔业、农业、林业等领域,更多的人可以享受到北斗导航系统的普惠服务。

今年3月份,北斗三号第二颗GEO卫星就位后,北斗系统8.在1定条件下新体制下有源定位功能得到验证,拉开了无线电测定功能全面升级的序章。随着第三颗“吉星”的入列,北斗三号“吉星”将在赤道上拉开更大距离,为“一带一路”沿线更广阔的区域提供服务,北斗特色将跃升到一个新的高度!

当前,国外的各卫星导航系统为更好满足用户多元化需求,都在下一代系统或升级换代设计中将提供特色服务作为发展方向。中国的北斗特色引领了世界,彰显出了我国的大国担当和作为!

北斗三号卫星在轨运行设想图。五院供图

国产化的集大成之作

作冲床模具为北斗全球导航系统的最后一颗“收官之星”,此次发射的“吉星”秉承北斗研制一直以来坚定走国产污水泵化道路的思想,在国产化方面也是集大成之作。

“关键核心技术英式插座是要不来、买不来、讨不来的”,这一点五院北斗人在北斗研制的道路上感触很深。他们经历过关键单机和元器件被一些国家“卡脖子”的挫折,但始终没有动摇走自主可控道路的决心。因为五院北斗人深知北斗是国之重器,事关国防现代化建设和国民经济发展。

据航天科技集团五院北斗三号卫星总设计师陈忠贵介绍,北斗导航系统面向国家安全、社会经济发展、人民生活提供时间基准、空间位置基准,对国家的重要性和人民生活的影响程度非常大。作为基础标称的时间和空间信息,如果由别人提供,安全感何来?比如当前的热点新基建,也将是我国建设发展下一阶段的重要方向,时间基准和空间位置基准就是至关重要基础,北斗导航系统是新基建的基建,基础的基础。

以国为重是北斗的核心价值观,自力更生是北斗的风骨,不断创新则是北斗的灵魂。

在被问到建设北斗全球导航系统难在哪儿的时候,“高精度的太空灯塔如何建立起来?自己的位置谁来测?怎么保持稳定?并且多颗卫星如何能够安全、可靠地工作?”航天科技集团五院北斗三号工程副总设计师、卫星首席总设计师谢军用平实的语言提出了“北斗灵魂四连问”。

用于发射北斗三号卫星的长征三号乙火箭。高楠 摄

“四连问”涉及到从卫星本体构造、导航总体技术、核心单机研制、自主创新突破四个方面,国产化之路,步履艰难,通过三代北斗目前正在申请专利系统的探索与实践,终不负时光,交出了一份闪亮答卷。

北斗一号解决了卫星最基本的问题,诸如供配电的太阳帆板,是为卫星提供由光转为电的部件,以及控制系统的转动机构,这些核心产品的国产化,让北斗卫星的身体有了一副中国体格。北斗二号打破了国外的技术封锁,攻克了以导航卫星总体技术、高精度星载原子钟等为代表的多项关键技术,让卫星导航系统“心脏”跳动出中国心率。北斗三号更是一马当先,开始了从并跑到领跑的征程。五院卫星团队在谢军、迟军、王平、陈忠贵等专家的带领下,率先提出国际上首个高中轨道星间链路混合型新体制,形成了具有自主知识产权的星间链路络协议、自主定轨、时间同步等系统方案,填补了国内空白;建立了器部件国产化从研制、验证到应用一体化体系,彻底打破了核心器部件长期依赖进口、受制于人的局面!北斗导航系统铸造了“中国灵魂”。

拥有了自主知识产权和核心技术,北斗导航卫星单机和关键元器件国产化率达到100%,核心技术可控是中国空间事业创新发展的关键,这也是强国路上北斗人最赤诚的献礼!

对卫星进行精心测试。南勇 摄

双重考验下确保卫星无隐患

在疫情和严峻质量形势的双重考验下,五院卫星试验队经历了一段特殊的发射场历程,北斗铁军顶住压力绽放昂扬风采,拼尽全力冲刺全球组收官战。

第三颗“吉星”试验队2020年4月2日出征发射场,近两个半月的发射场经历,在历次发射场任务中是连续在场时间最长的一次。

鉴于疫情影响,试验队提前谋划,将短线项目提前准备,提前开展。有的队员春节后2月1日进场,3月中旬才结束上一发吉星的发射任务,为了能够更好完成卫星且鉴于市场整体总是尚不明朗进场前的辅线工作,就留在了发射场,连续两发任务下来,2020年已经过去了一半。工作节奏并没有因为在发射场时间延长而舒缓,反而更加紧张。试验队主动加码,严上加严、细上加细,一遍遍进行数据判读和核查,确保卫星不留一丝隐患上天。尽管在发射场坚守的都是有着丰富进场经历的“老北斗人”,但是大家普遍反映,这次发射场任务是最累的一次,精神高度紧张地审文件、查数据、做记录、想预案,“为了不留隐患、不留遗憾,得拼啊”队员们开玩笑说。

长期驻守发射场,舍小家顾大局,尽管心中有对家人的愧疚,可北斗人却无怨无悔。“北斗是我们的孩子,为了宝贝茁壮成长,吃再多的苦、受再多的累,都值得!”这是北斗人的共同心声。

从北斗三号开局任务三进发射场,到北斗三号收官任务坚守阵地,越是逆境时越能看到北斗铁军无畏的身影。“要求更严、工作更细、标准更高、作风更硬”,顽强的北斗铁军用“四更”标准确保收官任务万无一失,无愧于肩负的报国使命。

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