11月5日19時45分，我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長征三號乙運載火箭，成功發(fā)射兩顆北斗三號全球組網(wǎng)衛(wèi)星。 (圖片來源：新華社 楊志遠攝)
11月5日，中國自主研制的北斗三號全球?qū)Ш较到y(tǒng)首發(fā)星北斗三號雙星成功發(fā)射，拉開了北斗系統(tǒng)全球組網(wǎng)建設(shè)的大幕。從北斗一號到北斗三號，北斗衛(wèi)星組網(wǎng)從區(qū)域走向全球，正在向全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)的角色接近。根據(jù)計劃，我國將于2018年前后完成18顆北斗衛(wèi)星發(fā)射，率先為“一帶一路”沿線國家提供基本服務(wù)。
不光是簡單“導航”，北斗服務(wù)無處不在
遨游在地球軌道上的北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)，從北斗一號服務(wù)國內(nèi)到北斗二號提供區(qū)域服務(wù)，再到北斗三號全球組網(wǎng)，源源不斷地為廣大用戶提供精準優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。
在海南文昌清瀾港，北斗導航終端是漁民們出海的標配：出海作業(yè)能實時監(jiān)控，漁船出險可隨時報警，在海上能收聽天氣預報和預警通知，北斗已成了漁民口中的“千里眼”、“順風耳”、“護身符”。從搶險救災(zāi)到精準農(nóng)業(yè)，從漁業(yè)播報到智慧房管……近年來，北斗衛(wèi)星導航各類高精度位置服務(wù)產(chǎn)品以“北斗+互聯(lián)網(wǎng)+其他行業(yè)”的新模式，廣泛應(yīng)用到國計民生方方面面。
中國衛(wèi)星導航定位協(xié)會會長于賢成表示，北斗技術(shù)已跳出單一導航技術(shù)的范疇。在城市燃氣、城鎮(zhèn)供熱、電力電網(wǎng)、供水排水等多種行業(yè)的迫切需求下，國家北斗精準服務(wù)網(wǎng)已為全國超過400座城市的各種行業(yè)應(yīng)用提供北斗精準服務(wù)，有效推動智慧城市基礎(chǔ)設(shè)施的優(yōu)化和完善。例如當前人們使用的共享單車，就可以用高精度定位功能提供“電子圍欄”技術(shù)進行管理，大大降低共享單車的社會管理成本。
截至目前，北斗民用用戶已達到千萬級。中國衛(wèi)星導航定位應(yīng)用管理中心主任付勇介紹說，北斗系統(tǒng)已累計提供有源定位服務(wù)12億次，短信服務(wù)61億次，雙向授時服務(wù)9000余萬次。
而“一帶一路”沿線，北斗系統(tǒng)已經(jīng)覆蓋了巴基斯坦、沙特、緬甸、印尼等近30個國家，中國胸懷和中國貢獻伴隨“太空絲路”不斷延展。巴基斯坦的交通運輸、港口管理，緬甸的土地規(guī)劃、河運監(jiān)管，老撾的精細農(nóng)業(yè)、病蟲災(zāi)害監(jiān)管，文萊的都市現(xiàn)代化建設(shè)、智慧旅游，印尼的海上集成應(yīng)用，北斗正提供心貼心定制服務(wù)。同時，分別與馬來西亞、新加坡、柬埔寨等開展交流合作，與沙特、阿聯(lián)酋、埃及、摩洛哥、突尼斯、阿爾及利亞等國家制定推進措施，在泰國建成了小型北斗地基增強系統(tǒng)示范網(wǎng)等。
高精度、高可靠、高安全，中國的”北斗”好在哪里?
目前，全球共有四大導航系統(tǒng)：美國GPS、歐洲伽利略、俄羅斯格洛納斯和中國北斗。北斗三號在設(shè)計之初，就把目標放在尚未發(fā)射的第三代GPS導航衛(wèi)星以及歐洲伽利略導航系統(tǒng)的設(shè)計指標上。
航天科技集團五院西安分院北斗導航副總設(shè)計師張立新介紹，北斗三號衛(wèi)星系統(tǒng)具有有效載荷系統(tǒng)的在軌重構(gòu)功能，這相較于現(xiàn)有的北斗導航系統(tǒng)來說，是一個巨大的創(chuàng)新和提升。導航衛(wèi)星實現(xiàn)定位、導航、測繪、救援等功能，主要依靠有效載荷系統(tǒng)，而隨著北斗的應(yīng)用越來越廣泛，人們對于導航衛(wèi)星可提供的服務(wù)需求將會有所增加，這時候，只要改變有效載荷中的部分軟件，就能實現(xiàn)新的導航功能。例如，通過改變注入軟件增加導航信號、改變信號頻率等來解決“導航信號不夠用”、“信號質(zhì)量不好”等問題，這是北斗一號、北斗二號衛(wèi)星系統(tǒng)所不具備的能力。
北斗三號導航系統(tǒng)除了提供定位、導航和授時服務(wù)以外，還可以向用戶提供完好性服務(wù)，即當導航系統(tǒng)無法用于某些預定操作時向用戶發(fā)出及時有效告警的能力。完好性監(jiān)測功能對民航、自動駕駛等生命安全領(lǐng)域用戶來說極其重要。
目前，航空導航綜合利用了微波導航、衛(wèi)星導航等多種手段來保證導航的可靠性和飛行、著陸的安全性。如果飛機發(fā)生偏離航線或跑道時，北斗三號衛(wèi)星就能自主判斷出該錯誤，在幾秒之內(nèi)向飛機上的導航終端發(fā)出告警信號，避免事故的發(fā)生。
北斗導航衛(wèi)星的自主完好性監(jiān)測在未來的無人駕駛上應(yīng)用將更為廣泛。車載導航有了北斗自主完好性監(jiān)測的提示，就能及時提醒車載導航設(shè)備切換更好、更準確的導航信號，以便自主駕駛系統(tǒng)更安全操作。
衛(wèi)星自主完好性監(jiān)測是北斗三號的一項新技術(shù)，相較于美國的GPS、俄羅斯的格洛納斯以及歐洲的伽利略等導航衛(wèi)星系統(tǒng)，中國的北斗在世界上首次實現(xiàn)了衛(wèi)星的在軌完好性自主監(jiān)測功能。
北斗三號導航系統(tǒng)保留了北斗現(xiàn)有系統(tǒng)的短報文服務(wù)，即通信功能，這是其他衛(wèi)星導航系統(tǒng)不具備的能力。目前，短報文功能已在地震救災(zāi)、搜救驢友等方面發(fā)揮了重大功效。
張立新說，北斗三號的星間鏈路讓太空中上百顆衛(wèi)星聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)了高軌、中軌衛(wèi)星及地面站的鏈路互通。在衛(wèi)星之間搭建的通信測量鏈路被稱為星間鏈路，星間鏈路是北斗三號實現(xiàn)全球?qū)Ш椒?wù)功能的重要手段。
“我國在國土范圍之外的地面站很少，星間鏈路能夠讓我們看不見的、在地球的另一面的北斗衛(wèi)星，與我們頭頂?shù)谋倍沸l(wèi)星取得聯(lián)系。”北斗三號的星間鏈路系統(tǒng)還能與其他類型衛(wèi)星相關(guān)聯(lián)，從而構(gòu)建我國的天基綜合信息網(wǎng)，實現(xiàn)我國衛(wèi)星之間的聯(lián)網(wǎng)。
據(jù)了解，星間鏈路是北斗衛(wèi)星實現(xiàn)自主導航的關(guān)鍵。所謂自主導航，就是指即使地面站全部失效，30多顆北斗導航衛(wèi)星也能通過星間鏈路提供精準定位和授時，地面用戶通過手機等終端接收導航衛(wèi)星的信號，仍舊能進行定位及導航。
伴隨國家“一帶一路”建設(shè)的步伐，北斗“走出去”的腳步正在不斷加快，影響力不斷擴大。隨著系統(tǒng)建設(shè)的加速推進，2018年北斗全球系統(tǒng)將率先覆蓋“一帶一路”沿線國家，為相關(guān)國家和地區(qū)提供更加精準的服務(wù)。未來，行走的北斗系統(tǒng)不僅惠及“一帶一路”沿線國家和地區(qū)，還將更精準、更優(yōu)質(zhì)、更可靠的服務(wù)造福全人類，成為名副其實的“世界的北斗”。
