北斗三號全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)星座部署全面完成：眾星匯齊 北斗聚力

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6月23日，北斗三號全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)最后一顆組網(wǎng)衛(wèi)星成功發(fā)射，完成全球星座部署。北斗三號全球系統(tǒng)星座部署完成，是我國從航天大國邁向航天強國的重要標志。北斗是我國第一個面向全球提供公共服務的重大空間基礎設施。目前全世界一半以上的國家都開始使用北斗系統(tǒng)。

6月23日9時43分，西昌衛(wèi)星發(fā)射中心，長征三號乙運載火箭成功發(fā)射北斗三號最后一顆全球組網(wǎng)衛(wèi)星，約30分鐘后衛(wèi)星順利進入預定軌道，從而在太空搭建起由3顆地球靜止軌道衛(wèi)星、3顆傾斜地球同步軌道衛(wèi)星和24顆中圓軌道衛(wèi)星組成的北斗三號全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)星座。至此，北斗三號全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)星座部署比原計劃提前半年全面完成。

完成星座部署的北斗三號全球系統(tǒng)，是我國迄今為止規(guī)模最大、覆蓋范圍最廣、服務性能最高、與百姓生活關聯(lián)最緊密的巨型復雜航天系統(tǒng)，也是我國第一個面向全球提供公共服務的重大空間基礎設施。

“北斗專列”成功率100%

此次北斗三號全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)星座部署發(fā)射收官戰(zhàn)極為關鍵。作為北斗“母港”，西昌衛(wèi)星發(fā)射中心承擔了全部北斗衛(wèi)星的發(fā)射任務。據(jù)西昌衛(wèi)星發(fā)射中心人力資源部主任趙新介紹，發(fā)射場將疫情防控工作納入航天發(fā)射任務一體組織籌劃、一體實施推進，以確保發(fā)射任務成功。

994年北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)啟動建設。20多年間，西昌衛(wèi)星發(fā)射中心完成44次北斗發(fā)射，先后將4顆北斗一號試驗衛(wèi)星、55顆北斗二號和北斗三號組網(wǎng)衛(wèi)星送入預定軌道，任務成功率100%。2017年開啟全球組網(wǎng)以來，兩年半時間，連續(xù)成功實施18次北斗系統(tǒng)組網(wǎng)發(fā)射，將30顆北斗三號導航衛(wèi)星精準送入預定軌道，創(chuàng)造了全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)發(fā)射組網(wǎng)速度新紀錄。

由長三甲、長三乙、長三丙組成的長征三號甲系列運載火箭將所有北斗組網(wǎng)衛(wèi)星送入太空，贏得“北斗專列”美譽。

趙新說，北斗組網(wǎng)發(fā)射能力不斷增強，體現(xiàn)了長征三號甲系列火箭能力和發(fā)射控制技術的不斷提高，也反映出發(fā)射場對火箭、衛(wèi)星測試檢查、質(zhì)量控制的能力不斷提升，通過采用更加嚴密的組織控制、更加嚴格的質(zhì)量管控、更加精細的過程管理，使得發(fā)射的周期越來越短、效率越來越高、質(zhì)量越來越好。

由于北斗三號全球系統(tǒng)星座是由3種軌道衛(wèi)星組成的復雜星座，需要長征三號甲系列火箭具備中、高軌道高度，以及多方向的發(fā)射能力。

中國航天科技集團一院長三甲系列火箭總設計師姜杰介紹，長征三號甲系列火箭既能夠執(zhí)行多種地球軌道發(fā)射任務，還可以執(zhí)行地月轉(zhuǎn)移軌道發(fā)射及深空探測任務。同時，長征三號甲系列火箭還具備大型衛(wèi)星的雙星發(fā)射能力、末級長時間滑行能力、零窗口發(fā)射能力和低溫推進劑加注后推遲24小時不泄出再次發(fā)射的能力。

面對空前的北斗高密度發(fā)射挑戰(zhàn)，火箭研制團隊還通過模塊化、通用化、去任務化的方式來設計生產(chǎn)火箭，并首次實現(xiàn)了一支隊伍在發(fā)射場同時開展兩發(fā)火箭的測試發(fā)射工作。

值得一提的是，技術團隊研制了“太空擺渡車”即遠征一號上面級，和火箭一起直接將衛(wèi)星送入工作軌道?；鸺龑⑿l(wèi)星發(fā)射到轉(zhuǎn)移軌道后，由“太空擺渡車”護送衛(wèi)星入軌“最后一公里”。這使得衛(wèi)星入軌時間從數(shù)天縮短為數(shù)個小時，而且不耗費衛(wèi)星的燃料。

北斗系統(tǒng)對標世界一流

此次發(fā)射的北斗三號全球系統(tǒng)收官之星是第三十顆北斗三號衛(wèi)星，是一顆地球靜止軌道衛(wèi)星。經(jīng)過一系列在軌測試入網(wǎng)后，它將和其他北斗衛(wèi)星一起提供定位導航授時和其他特色服務，北斗系統(tǒng)也將真正成為“世界的北斗”。

“北斗系統(tǒng)的技術和能力水平，對標的是世界一流。”據(jù)中國衛(wèi)星導航系統(tǒng)管理辦公室相關負責人介紹，通過對之前29顆北斗三號衛(wèi)星的測試，系統(tǒng)能力已達到預期。北斗三號全球系統(tǒng)星座部署完成，是我國從航天大國邁向航天強國的重要標志。

北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)是我國著眼于國家安全和經(jīng)濟社會發(fā)展需要，自主建設、獨立運行的全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)，最終目標是為全球用戶提供全天時、全天候、高精度的全球定位導航授時服務。完成全球組網(wǎng)后的北斗三號系統(tǒng)，比北斗二號系統(tǒng)的服務能力提升約10倍，將成為全球最精準的衛(wèi)星導航系統(tǒng)之一。據(jù)中國航天科技集團五院北斗三號衛(wèi)星總設計師陳忠貴介紹，作為國之重器，北斗導航衛(wèi)星單機和關鍵元器件國產(chǎn)化率達到100%。

北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)工程總設計師楊長風說，北斗系統(tǒng)采用3種軌道衛(wèi)星組成了混合導航星座，這可以保證在全球任何位置、任何時間都可以給出精準的定位。與世界其他衛(wèi)星導航系統(tǒng)相比，北斗的高軌衛(wèi)星更多，抗遮擋能力強，尤其在低緯度地區(qū)性能優(yōu)勢更為明顯。而美國GPS、俄羅斯格洛納斯、歐洲伽利略等導航系統(tǒng)都基本分布在單一高度軌道上。

“處在中圓軌道的北斗衛(wèi)星，能夠繞著地球‘滿場飛’，以求覆蓋到全球更廣闊的區(qū)域。處在地球靜止軌道的北斗衛(wèi)星，與地球自轉(zhuǎn)同步，便于實現(xiàn)區(qū)域服務。而位于傾斜地球同步軌道的北斗衛(wèi)星，則始終聚焦服務亞太地區(qū)。”陳忠貴說。

“北斗系統(tǒng)創(chuàng)新融合了導航與通信能力，北斗三號全球系統(tǒng)進一步提升了北斗獨有的短報文通信服務。”楊長風說，在應急情況下或是沒有移動通信信號的區(qū)域，裝有北斗短報文模塊的北斗終端可以通過短報文進行緊急通訊。北斗三號的信息發(fā)送能力從原來的一次120個漢字，提升到一次1200個漢字。通信帶寬也進一步提升，從50萬用戶能力提高到500萬用戶。

中國衛(wèi)星導航系統(tǒng)管理辦公室相關負責人表示，衛(wèi)星導航系統(tǒng)作為面向全球用戶提供服務的空間基礎設施，信號在軌連續(xù)穩(wěn)定是重中之重。北斗三號完成全球組網(wǎng)后，將利用在軌衛(wèi)星、地面、用戶評估等海量數(shù)據(jù)，設計一體化智能管理的衛(wèi)星在軌技術支持平臺，確保北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的連續(xù)穩(wěn)定運行。

北斗服務走向全球

北斗作為貼近百姓生活的大國重器，越來越深入人心，目前，全世界一半以上的國家都開始使用北斗系統(tǒng)。目前，北斗系統(tǒng)已在交通運輸、農(nóng)林漁業(yè)、水文監(jiān)測、氣象測報、通信時統(tǒng)、電力調(diào)度、救災減災、公共安全等領域得到廣泛應用，產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。

交通運輸方面，北斗系統(tǒng)應用于重點運輸過程監(jiān)控、公路基礎設施安全監(jiān)控、港口高精度實時定位調(diào)度監(jiān)控等領域。截至2019年底，國內(nèi)超過650萬輛營運車輛、3萬輛郵政和快遞車輛，36個中心城市約8萬輛公交車、3200余座內(nèi)河導航設施、2900余座海上導航設施已應用北斗系統(tǒng)，建成全球最大的營運車輛動態(tài)監(jiān)管系統(tǒng)。

農(nóng)林漁業(yè)方面，基于北斗的農(nóng)機作業(yè)監(jiān)管平臺實現(xiàn)農(nóng)機遠程管理與精準作業(yè)，服務農(nóng)機設備超過5萬臺，精細農(nóng)業(yè)產(chǎn)量提高5%，農(nóng)機油耗節(jié)約10%。北斗系統(tǒng)為漁業(yè)管理部門提供船位監(jiān)控、緊急救援、信息發(fā)布、漁船出入港管理等服務，全國7萬余只漁船和執(zhí)法船安裝北斗終端，累計救助1萬余人。

大眾服務應用方面，北斗導航定位服務已被電子商務、移動智能終端制造、位置服務等廠商采用，廣泛進入大眾消費、共享經(jīng)濟和民生領域。據(jù)統(tǒng)計，目前我國申請進網(wǎng)的智能手機中支持北斗的達70%以上。

據(jù)介紹，北斗高精度及北斗輔助快速定位用戶已突破5億。北斗高精度智能手機可以用于汽車的駕駛定位導航。車道級導航可以用于大貨車管理、精細農(nóng)業(yè)、汽車智能駕駛等。更高精度毫米級的應用，可用于建筑變形監(jiān)測和泥石流滑坡等地質(zhì)災害檢測。

2019年，我國衛(wèi)星導航與位置服務產(chǎn)業(yè)總體產(chǎn)值達3450億元。截至2019年底，國產(chǎn)北斗導航型芯片、模塊等基礎產(chǎn)品銷量已突破1億片。北斗與互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術融合發(fā)展，正構(gòu)建起以北斗時空信息為主要內(nèi)容的新興產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈，成為北斗產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的新引擎。

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