11月5日19時45分,在西昌衛星發射中心,長征三號乙運載火箭以“一箭雙星”方式成功發射兩顆北斗導航衛星。這兩顆衛星屬于中圓地球軌道衛星,是北斗三號第一、二顆組網衛星。成功進入軌道,標志著北斗衛星導航系統全球組網的開始。

　　應用新突破

　　定位精度提升1至2倍,將為民用用戶免費提供約10米精度的定位服務

　　此次兩顆北斗三號衛星成功發射并入軌后,經測試及入網驗證,可對外提供服務。作為全球組網的起步,北斗系統也將真正向全球衛星導航系統的角色接近,加快北斗系統服務全球。

　　北斗三號系統建設是我國北斗系統“三步走”發展戰略的第三步。相比北斗二號系統,北斗三號系統不僅是衛星組網從區域走向全球,同時技術更先進、建設規模更大、系統性更強。北斗三號衛星將增加性能更優的互操作信號,在進一步提高基本導航服務能力的基礎上,按照國際標準提供星基增強服務及搜索救援服務。北斗三號采用星載氫原子鐘,其精度將比北斗二號的星載銣原子鐘提高一個數量級。

　　北斗三號全球導航系統的定位精度將提升1至2倍,達到2.5米至5米水平,建成后的北斗全球導航系統將為民用用戶免費提供約10米精度的定位服務、0.2米/秒的測速服務,并且將為付費用戶提供更高精度等級的服務。同時,衛星設計壽命達10年以上。隨著北斗地基增強系統提供初始服務,可提供米級、亞米級、分米級甚至厘米級的服務。屆時,中國北斗的精度將與美國GPS相媲美。

　　據中國航天科技集團五院北斗三號工程副總設計師、衛星首席總設計師謝軍介紹,在北斗二號性能的基礎上,北斗三號導航系統在設計之初,就把目標放在尚未發射的第三代GPS導航衛星以及歐洲伽利略導航系統的設計指標上。

　　中國北斗具有自己的獨特之處。謝軍說,為了解決境外衛星的數據傳輸通道,北斗三號研制人員攻克了星座星間鏈路技術,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鏈路同樣能與它們取得聯系,這是北斗全球導航系統建設的一大特色。

　　此外,北斗三號在保留北斗二號短報文功能的同時提升相關性能。目前已在軌運行的北斗導航衛星分布在中圓軌道、地球靜止軌道和同步傾斜地球軌道上。中圓軌道衛星可以游走全球,是GPS等衛星導航系統使用的通用軌道。地球靜止軌道一般是通信衛星使用,運行于該軌道的北斗衛星可以發揮通信功能,使北斗具有短報文等特色功能。把短信和導航結合起來,是中國北斗衛星導航系統的一大特色。

　　從此次任務起,我國將迎來新一輪北斗組網衛星高密度發射。按規劃,截止到2018年底,將發射18顆北斗三號組網衛星,覆蓋“一帶一路”沿線國家;到2020年左右,完成30多顆組網衛星發射,實現全球服務能力。

　　發射新方式

　　借助“太空擺渡車”,衛星不再需要自身變軌就可以直達工作軌道

　　據中國航天科技集團一院長三甲系列火箭副總設計師葉成敏介紹,此次發射任務使用的火箭是長三甲系列火箭中的長征三號乙火箭。該系列火箭被譽為“金牌火箭”,特別是2006年進入高密度發射后,創下了17天一發的火箭發射周期最短紀錄。

　　目前,中高軌道衛星主要由長征三號甲系列火箭發射。由于西昌衛星發射中心所處緯度低、發射效費比高,長征三號甲系列火箭一直在此實施發射,因此西昌衛星發射中心迄今承擔了所有的北斗衛星發射任務,被稱為“北斗港”。

　　值得注意的是,此次發射是利用上面級方式將衛星送入軌道。北斗三號衛星由遠征一號上面級承載,隨長征三號乙運載火箭發射后,約3個半小時,遠征一號上面級將衛星送入目標軌道。這種采用上面級“一箭雙星”直接入軌發射也將是未來北斗三號衛星工程的主要發射方式。

　　上面級是一種運載工具,是在原有的三子級火箭上面,增加相對獨立的一級,形成“四級火箭”。它可以先后把不同的衛星直接送到工作軌道,因此也被稱為“太空擺渡車”。在沒有“太空擺渡車”時,運載火箭把衛星送入“轉移軌道”后,衛星要通過自身變軌到達工作軌道。這個過程需要消耗數噸燃料,飛行數天。而“太空擺渡車”可以帶著衛星在太空“接力”火箭飛行,僅用幾個小時就能把衛星送入工作軌道。這樣可減少衛星燃料消耗、延長衛星使用壽命,并大大增強運載火箭的任務適應性。

　　未來新預期

　　融合發展,實現“北斗地基增強網+高精度位置服務網+寬帶移動互聯網”

　　專家認為,隨著北斗三號的全球組網建設加速,乃至最后完成全球組網,會有更多國家、更多用戶使用北斗系統,將進一步拉動北斗應用推廣與產業化進程,帶動北斗走出國門,走向世界。

　　據介紹,目前北斗導航型芯片模塊銷量已突破3000萬片,高精度板卡和天線銷量已占據國內市場30%和90%的市場份額,并輸出到70余個國家和地區,其中“一帶一路”沿線國家和地區30余個,應用于智能手機和其他消費類產品的國產芯片或IP核數量接近2200萬。

　　北斗系統也正在和互聯網、大數據、云計算等技術融合發展,實現“北斗地基增強網+高精度位置服務網+寬帶移動互聯網”互聯互通、“北斗系統+高精度遙感數字地圖+導航網格碼+云計算平臺”融合發展,以及“北斗導航+無線局域網+移動通信+衛星通信”等一體化芯片研發。

　　北斗高精度服務方面,在國家北斗地基增強系統基礎上,面向大眾、觸手可及、隨需而用的公共服務正在不斷開發和提供。

　　通過北斗高精度,手機定位可以實現1米的定位精度,特別是在衛星信號觀測環境較差、短時間完全遮擋的情況下,手機終端通過高精度定位解決方案中的增強定位服務,可解決手機用戶在高架下、隧道、車庫等情況下無法定位的問題。

　　在共享單車應用方面,北斗高精度定位可以實現共享單車1米精度的定位,大大減少定位誤差,方便用戶找車。此外,北斗高精度還能提供電子圍欄,利用厘米級精度定位進行測量劃定,支持后臺對高精度定位的共享單車是否停放到規定區域做出判斷,方便引導規范停車,減少城市管理成本。