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北斗三号完成星座部署 交出全球卫星导航的中国

作者: 文学驿站 发布时间: 2020年06月23日 14:12:06

北斗三号完成星座部署 交出全球卫星导航的中国

  6月23日9时43分,我国在西昌卫星发射中心,长征三号乙运载火箭成功发射。摄影:胡煦劼

  中国网讯(记者 杨佳)6月23日9时43分,我国在西昌卫星发射中心,利用长征三号乙运载火箭,成功发射北斗三号全球卫星导航系统最后一颗组网卫星。

  这是北斗三号第30颗组网卫星,也是北斗系统第55颗导航卫星,它的成功发射标志着北斗三号全球卫星导航系统星座部署全面完成。

  这是今年北斗导航卫星的第二次发射,也是全部北斗导航卫星的第44次发射。

  部署完成的北斗三号全球系统星座由3颗地球静止轨道(geostationary Earth orbit, GEO)卫星、3颗倾斜地球同步轨道(inclined geosynchronous orbits, IGSO)卫星、24颗中圆地球轨道(medium Earth orbit,MEO)卫星组成。

  此次发射的北斗三号收官之星是GEO卫星,也被亲切地称为“吉星”,因为是第三颗吉星,又被称为“嚞星”。该类卫星在星基增强、短报文通信、精密单点定位等特色服务上发挥关键作用。

北斗三号完成星座部署 交出全球卫星导航的中国

  梅刚华研究员正在工作。 中国科学院精密测量科学与技术创新研究院供图

  北斗的硬核心

  每颗导航卫星里都有一个核心装置,就是原子钟。

  卫星导航是基于电磁波信号的传播进行测距定位的。无线电波以每秒30万公里的速度传播,如果能够将无线电波传播1米所花费的时间测准,卫星导航系统就可以达到1米的定位精度。这个时间长度只有3纳秒,即10亿分之3秒,要完成这种精度的时间测量,只能靠原子钟。

  常用的原子钟有氢原子钟、铯原子钟、铷原子钟等。其中铷原子钟体积小、功耗低,制造和应用成本最低。美国的GPS卫星使用的主要就是铷原子钟。

  星载原子钟是技术含量极高的战略性高技术,不可能从国外引进,我国北斗系统需要的星载原子钟只有走自主研发这条路。

  中国科学院精密测量科学与技术创新研究院梅刚华团队,1997年开始研究星载铷原子钟技术,经过20多年的潜心攻关,为北斗系统研制出系列化星载铷原子钟产品。他们为北斗三号系统研制的甚高精度星载铷原子钟,时间测量精度达到每天0.5纳秒,居国际领先水平,可满足分米级导航定位应用需求。

  据了解,北斗三号有30颗组网卫星和5颗试验卫星,每颗卫星上都装载了梅刚华团队研制的星载铷原子钟。

  梅刚华团队用二十年时间,走完了国外星载铷原子钟技术四十年的发展历程,使我国的星载原子钟技术实现了从无到有、由有到精的跨越,为北斗系统工程建设做出了突出贡献。

北斗三号完成星座部署 交出全球卫星导航的中国

  2019年1月7日,四川省甘孜州九龙县发生森林火灾,攀枝花市森林消防支队接到上级命令后迅速赶赴火场增援。图为森林消防员正在使用背负式北斗系统的短报文功能给上级指挥部传输火场坐标及火场基本情况。 李从林 摄影

  北斗的独家绝学

  短报文功能是中国北斗区别于其他卫星导航系统的特色服务。

  在没有通信信号覆盖的地区,北斗系统不仅可以进行导航定位,不仅能回答用户“我在哪”,还能告诉关注着用户行踪的相关方“你在哪”,在搜救、渔业等领域中发挥着不可替代的作用。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。

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