我国北斗三号全球卫星导航系统最后一颗组网卫星将于近日择机发射。届时,北斗系统部署将圆满完成。
一直以来,在卫星导航系统领域,美国的GPS基本形成“独霸天下”的格局,世界各航天大国都逐渐意识到,发展自主的卫星导航系统不仅是航天实力的重要组成部分,更是国家战略的重要一环。
北斗部署完成后,我国将拥有完全自主可控的全球卫星导航系统,将在国际上与美国GPS、俄罗斯格罗纳斯系统、欧洲伽利略系统同台竞技。在此之前,北斗三号系统核心星座部署已经完成,在“收官之星”发射完毕后,我国北斗三号系统正式变为“完全体”。
国内、区域、全世界:北斗导航实现历史性“三级跳”
2015年9月30日,我国成功发射第4颗新一代北斗导航卫星。
35年前,中国有一批仰望星辰的科学家决心启动研制中国自己的卫星导航系统,并以一个中国传统文化中寓意光明和方位的星座——“北斗”命名。
1985年,我国著名电子学专家陈芳允院士介绍了利用地球同步卫星进行定位和通信的设想,解决快速定位与通信问题,这一理论后来被归纳为“双星定位”,成为日后北斗计划的奠基理论。
北斗系统建设先后经历了北斗一号系统、北斗二号系统、北斗三号系统三个阶段。
资料照片:陈芳允
第一阶段 北斗一号——中国卫星导航系统
1985年,陈芳允院士提出双星定位设想后,经过八年的艰难论证,1994年,北斗一号正式立项。
2001年底,随着北斗一号正式上线运行的指令发出,我国迈入拥有自主卫星导航大国俱乐部,北斗成为世界上继美国GPS、俄罗斯格罗纳斯系统之后,第三个提供服务的卫星导航系统。
2003年建成并正式运行,3颗GEO卫星组成了全球第三个卫星导航系统,覆盖中国国土及周边。首次解决了“我们在哪里”的根本问题。
第二阶段 北斗二号——区域卫星导航系统
2004年立项,2012年建成并开始进行区域服务,包含14颗卫星,覆盖亚太地区。
北斗二号确立了北斗的技术体制,实现了连续导航与定位报告双模融合、三频信号全星座播发。在服务性能上与GPS相当,部分关键性能上实现超越。
第三阶段 北斗三号——全球卫星导航系统
2009年立项,计划于2020年建成,包含35颗卫星,覆盖全球。北斗三号将实现高精度定位授时、航行跟踪、生命救援。
北斗三号高精度、高可靠、高保险
2020年3月9日19时55分,我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭,成功发射北斗系统第54颗导航卫星。
高精度。在北斗二号性能的基础上,北斗三号在设计之初,就把目标放在尚未发射的第三代GPS导航卫星以及欧洲伽利略导航系统的设计指标上。
北斗三号全球导航系统的定位精度将大幅提升,达到2.5米至5米水平,建成后的北斗全球导航系统将为民用用户免费提供约10米精度的定位服务、0.2米/秒的测速服务,并且将为付费用户提供更高精度等级的服务,卫星设计寿命达10年以上。随着北斗地基增强系统提供初始服务,可提供米级、亚米级、分米级,甚至厘米级的服务。届时,中国北斗的精度将与美国GPS相媲美。
高可靠。北斗是一个系统工程,用户每一次享受到北斗系统的服务,都必须保证有至少4颗卫星提供服务;北斗又是一个全球覆盖的系统,至少需要有20余颗卫星同时提供稳定服务,这一特点决定北斗系统对质量可靠性要求比单星更高,对产品可靠性的要求更苛刻。北斗还是一个固有属性要求必须连续运行的系统,信号不能中断,系统必须连续、稳定、完好、可靠。
高保险。北斗卫星全球导航系统作为一个大型系统工程,采用多重可靠性“加固”措施,可最大限度地增强系统的保险系数。
比如,系统建成后运行卫星数量大于服务必需卫星数;同时,北斗三号卫星还采用了软件冗余、故障自我诊断、故障自我修复等多项措施,保证系统可靠性,大大提升用户的体验。
多功能。中国北斗除具有短报文等特色功能外,还可以将用户的位置信息发送出去,让其他人可以知道用户的情况,较好地解决了何人、何事、何地的问题。把短信和导航结合起来,是北斗卫星导航系统的一大特色,一个终端,就可以导航、通信兼备。
远在天边?近在眼前!北斗服务无处不在
当我们开车去一个地方,不知道路线时,手机中的导航软件就能通过北斗卫星将我们精准地带往目的地。
还有渔民出海作业能实时监控,渔船出险可随时报警,在海上能收听天气预报和预警通知,北斗已成了渔民口中的“千里眼”“顺风耳”“护身符”……
从抢险救灾到精准农业,从渔业播报到智慧房管……近年来,北斗卫星导航各类高精度位置服务产品以“北斗+互联网+其他行业”的新模式,广泛应用到国计民生方方面面。
当前我国北斗应用已进入快速发展阶段,随着卫星导航技术与物联网、大数据、云计算等技术和领域的结合,卫星导航与位置服务已成为我国重要的战略性新兴产业。
目前,北斗技术已跳出单一导航技术的范畴。在城市燃气、城镇供热、电力电网、供水排水等多种行业的迫切需求下,国家北斗精准服务网已为全国超过400座城市的各种行业应用提供北斗精准服务,有效推动智慧城市基础设施的优化和完善。