三類“棋子”均不凡！揭秘北斗獨(dú)一無(wú)二的“大棋局”

6月25日凌晨，第四十六顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星成功發(fā)射。作為北斗三號(hào)第二顆傾斜地球同步軌道衛(wèi)星，它將“落子”高軌道棋盤(pán)上，以更廣的區(qū)域、更高的精度，顯著增強(qiáng)北斗三號(hào)整體技術(shù)指標(biāo)。

在美國(guó)GPS、俄羅斯格洛納斯、歐洲伽利略等紛紛以單一軌道衛(wèi)星部署星座的背景下，北斗獨(dú)樹(shù)一幟，采用三種軌道衛(wèi)星組成混合導(dǎo)航星座，為國(guó)際衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)體系貢獻(xiàn)了中國(guó)智慧和中國(guó)方案。北斗“棋盤(pán)”究竟有哪些奧妙?記者走進(jìn)了被譽(yù)為“北斗大本營(yíng)”的航天科技集團(tuán)五院一探究竟。

三類“棋子”均不凡

截至目前，北斗三號(hào)已成功發(fā)射了21顆衛(wèi)星，包括18顆MEO衛(wèi)星(中圓軌道衛(wèi)星，因小巧靈活被網(wǎng)友親切地稱為“萌星”)、1顆GEO衛(wèi)星(地球靜止軌道衛(wèi)星，被五院北斗人稱為“吉星”)和2顆IGSO衛(wèi)星(傾斜地球同步軌道衛(wèi)星，被北斗人稱為“愛(ài)星”)。此次發(fā)射的第四十六顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星是北斗三號(hào)的第二顆“愛(ài)星”。

正如棋子落在縱橫交錯(cuò)的棋盤(pán)上，這三類衛(wèi)星在不同的軌道上堅(jiān)守著崗位。萌星是全球組網(wǎng)的主力，不辭辛勞地繞著地球滿場(chǎng)跑著，讓自己的星下點(diǎn)軌跡不停地畫(huà)著波浪線，以求覆蓋到全球更廣闊的區(qū)域;吉星則始終隨著地球自轉(zhuǎn)而動(dòng)，以便時(shí)刻聚焦祖國(guó);愛(ài)星則像辛勤的蜜蜂一樣，讓自己的星下點(diǎn)軌跡始終聚焦亞太地區(qū)跳8字舞。

這三類戰(zhàn)功赫赫的棋子，并非在北斗三號(hào)系統(tǒng)中首次聯(lián)手，他們?cè)诒倍范?hào)系統(tǒng)中就聯(lián)袂展示了“中國(guó)功夫”，只不過(guò)各自的崗位職責(zé)發(fā)生了變化。

立足國(guó)情巧設(shè)計(jì)

其實(shí)，承擔(dān)全球組網(wǎng)任務(wù)，有萌星足矣，為何還要將愛(ài)星和吉星拉入戰(zhàn)隊(duì)?這是由中國(guó)北斗獨(dú)特的“先區(qū)域、后全球”的技術(shù)途徑?jīng)Q定的。

中國(guó)-亞太-全球，三步走的路線決定了北斗的格局。在前兩步里，北斗需要鎖定中國(guó)和亞太地區(qū)提供服務(wù)，吉星和愛(ài)星顯然更有優(yōu)勢(shì)，而萌星則不太經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，況且當(dāng)時(shí)萌星上的很多關(guān)鍵技術(shù)尚未突破。為此，五院北斗人首次建成了 GEO/IGSO/MEO 混合星座，以最少的衛(wèi)星數(shù)量建設(shè)了集基本導(dǎo)航、位置報(bào)告等多種業(yè)務(wù)于一體的北斗二號(hào)區(qū)域衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，成為世界上區(qū)域衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)的典范。

這種技術(shù)體制可以高效構(gòu)建區(qū)域系統(tǒng)，兼顧拓展全球系統(tǒng)。在北斗二號(hào)系統(tǒng)的建設(shè)中，通過(guò)4顆萌星發(fā)射并在軌運(yùn)行，逐步攻克了一系列瓶頸問(wèn)題。因此，當(dāng)北斗開(kāi)啟全球組網(wǎng)征程后，躍升為主力的萌星得以大顯神威。

此時(shí)吉星和愛(ài)星就可以退出歷史舞臺(tái)了嗎?當(dāng)然不!北斗星座是一個(gè)團(tuán)隊(duì)，最講求優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、整體最優(yōu)。北斗人充分考量了吉星和愛(ài)星的優(yōu)勢(shì)，為他們?cè)O(shè)計(jì)了數(shù)量不多、作用卻很關(guān)鍵的崗位。他們不僅承擔(dān)著配合萌星、顯著增強(qiáng)北斗三號(hào)整體技術(shù)指標(biāo)的“助攻”職責(zé)，還攜帶了很多“神器”，為未來(lái)的北斗之路進(jìn)行拓展和驗(yàn)證。

獨(dú)特棋盤(pán)顯功底

充滿智慧的方案設(shè)計(jì)，若落實(shí)不到行動(dòng)中，終是一紙藍(lán)圖。從設(shè)計(jì)走向建成，最考驗(yàn)技術(shù)實(shí)力和鍥而不舍的精神。五院北斗人自1994年北斗一號(hào)立項(xiàng)之時(shí)，便踏上了漫漫北斗路。

為建成國(guó)際上首個(gè)混合星座區(qū)域?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)，即北斗二號(hào)衛(wèi)星系統(tǒng)，五院突破了混合導(dǎo)航星座設(shè)計(jì)、高穩(wěn)定性信號(hào)播發(fā)通道、有源和無(wú)源定位一體化、星載原子鐘高精度高穩(wěn)定熱控等眾多關(guān)鍵技術(shù)，首次實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航定位、短報(bào)文通信、差分增強(qiáng)三種服務(wù)融為一體。

邁入第三步，在建設(shè)世界一流的北斗全球系統(tǒng)的過(guò)程中，五院實(shí)現(xiàn)了我國(guó)導(dǎo)航衛(wèi)星能力的提升和跨越：我國(guó)首個(gè)全桁架式衛(wèi)星平臺(tái)、首次實(shí)現(xiàn)獨(dú)具特色的新型導(dǎo)航信號(hào)播發(fā)、突破多軌道混合星座星間鏈路技術(shù)、突破衛(wèi)星自主健康管理技術(shù)……

在北斗長(zhǎng)征路上，五院從摸爬滾打中首創(chuàng)了航天項(xiàng)目群管理模式，形成了一套新體系探索、關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)、成果轉(zhuǎn)化、人才培養(yǎng)的良性機(jī)制和完備的科研配套設(shè)施，有力支撐了北斗衛(wèi)星組批生產(chǎn)和密集發(fā)射，創(chuàng)造了星座組網(wǎng)的“中國(guó)速度”。

為建設(shè)完善更加泛在、更加融合、更加智能的綜合時(shí)空體系，五院瞄準(zhǔn)更加先進(jìn)的技術(shù)，系統(tǒng)規(guī)劃了性能先進(jìn)、功能全面、安全可靠的下一代導(dǎo)航衛(wèi)星技術(shù)體系，提出了基于北斗衛(wèi)星的國(guó)家綜合定位導(dǎo)航授時(shí)體系技術(shù)發(fā)展策略。五院表示，未來(lái)將繼續(xù)發(fā)揚(yáng)“自主創(chuàng)新、團(tuán)結(jié)協(xié)作、攻堅(jiān)克難、追求卓越”的北斗精神，為我國(guó)導(dǎo)航衛(wèi)星領(lǐng)域航天強(qiáng)國(guó)建設(shè)不斷奮斗。(趙竹青)

關(guān)鍵詞： 北斗