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“精度+穩(wěn)度” 中國衛(wèi)星再升級
中國獨(dú)立自主研制的北斗三號(hào)組網(wǎng)衛(wèi)星首發(fā)星5日夜在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心騰空而起。記者采訪相關(guān)專家,解讀最新“上崗”的北斗三號(hào)組網(wǎng)衛(wèi)星的兩大“絕活”。
精度:與第三代GPS導(dǎo)航衛(wèi)星看齊
中國第一、二顆北斗三號(hào)組網(wǎng)衛(wèi)星由中國航天科技集團(tuán)公司第五研究院抓總研制。精度是導(dǎo)航衛(wèi)星的看家本領(lǐng),要問北斗三號(hào)有多“精”?中國航天科技集團(tuán)五院北斗三號(hào)工程副總設(shè)計(jì)師、衛(wèi)星首席總設(shè)計(jì)師謝軍給出參照:與第三代GPS導(dǎo)航衛(wèi)星及歐洲伽利略導(dǎo)航系統(tǒng)的設(shè)計(jì)指標(biāo)看齊。
謝軍說,北斗三號(hào)全球?qū)Ш较到y(tǒng)的定位精度較當(dāng)前提升1至2倍、達(dá)到2.5米至5米水平。系統(tǒng)建成后,將為民用用戶免費(fèi)提供約10米精度的定位服務(wù)、每秒0.2米的測速服務(wù)。隨著北斗地基增強(qiáng)系統(tǒng)的“加盟”,服務(wù)精度有望達(dá)到厘米級。
具體來說,銣原子鐘在北斗三號(hào)組網(wǎng)衛(wèi)星上負(fù)責(zé)提供時(shí)間基準(zhǔn),其穩(wěn)定度直接關(guān)系著衛(wèi)星的定位、測速和授時(shí)功能的精度。此次研制的新一代高精度銣原子鐘的每天頻率穩(wěn)定度,較以往產(chǎn)品提高了10倍,它直接推動(dòng)北斗三號(hào)全球?qū)Ш较到y(tǒng)定位精度從原來的10米跨越到“米級”,測速和授時(shí)精度也將同步提高一個(gè)量級。
為解決境外衛(wèi)星數(shù)據(jù)傳輸通道問題,研制團(tuán)隊(duì)攻克了星座星間鏈路技術(shù),采取星間、星地傳輸功能一體化設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星與衛(wèi)星、衛(wèi)星與地面站的鏈路互通。這項(xiàng)“絕技”還能讓衛(wèi)星“兄弟”在太空中相互測距,自動(dòng)“保持隊(duì)型”。
穩(wěn)度:北斗三號(hào)組網(wǎng)衛(wèi)星的“維穩(wěn)六招”
想要為全人類提供時(shí)間坐標(biāo)和空間坐標(biāo),北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的連續(xù)性和穩(wěn)定性十分重要。
中國航天科技集團(tuán)五院北斗三號(hào)衛(wèi)星總指揮遲軍總結(jié)出北斗三號(hào)“維穩(wěn)六招”:在衛(wèi)星元器件的選擇上設(shè)置更高門檻;賦予衛(wèi)星自主修復(fù)功能;軟件檢測進(jìn)行更多保障;“軟硬兼施”保證服務(wù)不中斷;提高衛(wèi)星抗干擾能力;科學(xué)加強(qiáng)衛(wèi)星地面試驗(yàn)驗(yàn)證。
具體來看,安全體現(xiàn)在北斗三號(hào)組網(wǎng)衛(wèi)星“長壽”。遲軍說,通過采取多項(xiàng)可靠性措施,衛(wèi)星設(shè)計(jì)壽命超過10年,達(dá)到國際導(dǎo)航衛(wèi)星的先進(jìn)水平。
安全體現(xiàn)在北斗三號(hào)組網(wǎng)衛(wèi)星“自律”,其控制分系統(tǒng)增加衛(wèi)星至少60天的完全自主運(yùn)行能力,使其減少對地面站的依賴,不僅降低系統(tǒng)的運(yùn)行管理成本,即使地面測控站出現(xiàn)故障,在軌衛(wèi)星仍然能夠正常工作。
安全還體現(xiàn)在北斗三號(hào)與北斗二號(hào)的銜接。謝軍說,早在北斗二號(hào)正式提供區(qū)域?qū)Ш蕉ㄎ环?wù)前,中國就已開始北斗三號(hào)全球?qū)Ш较到y(tǒng)的論證研制。因此,北斗三號(hào)實(shí)現(xiàn)了下行導(dǎo)航信號(hào)升級與改造等關(guān)鍵技術(shù)方面的突破,實(shí)現(xiàn)了與北斗二號(hào)下行導(dǎo)航信號(hào)的平穩(wěn)過渡。
精度+穩(wěn)度 衛(wèi)星再升級
“要求高、任務(wù)難,就得解放思想、大膽創(chuàng)新。”中國航天科技集團(tuán)公司五院529廠工藝人員李昊的一句話,也是無數(shù)參與北斗工程的科研團(tuán)隊(duì)凝聚的共識(shí)。
北斗三號(hào)組網(wǎng)衛(wèi)星的新意不勝枚舉,比如首次嘗試正樣雙星同時(shí)體驗(yàn)熱真空試驗(yàn)考核,首次設(shè)定有效載荷系統(tǒng)在軌重構(gòu)功能等,后續(xù)將配置穩(wěn)定度為10的負(fù)15次方的新研國產(chǎn)氫原子鐘。
更難得的是,研制者們嘗試改變生產(chǎn)模式,為衛(wèi)星批量化生產(chǎn)鋪平道路。他們將以往所有物料齊套后統(tǒng)一復(fù)合的生產(chǎn)方式“化整為零”,促成雙星同步生產(chǎn),還把熱管產(chǎn)品研制生產(chǎn)周期縮短了一半以上。
中國航天科技集團(tuán)五院開發(fā)的脈動(dòng)式AIT(總體、總裝、測試)生產(chǎn)線也極大地提高各類資源利用率,目前已具備峰值15顆星并行總裝的能力,成為北斗全球?qū)Ш较到y(tǒng)建設(shè)的又一重保障。
編輯:李敏杰
關(guān)鍵詞:衛(wèi)星 北斗 三號(hào)