7月29日9時48分,我國在西昌衛星發射中心用長征三号乙運載火箭(及遠征一号上面級),以“一箭雙星”方式成功發射第33、34顆北鬥導航衛星。這是北鬥三号全球組網衛星的第四次發射。兩顆衛星均屬于中圓地球軌道衛星,也是我國北鬥三号系統第9、10顆組網衛星。
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“北鬥速度” 構建全方位時空信息服務體系
2017年11月5日19時45分,北鬥三号衛星第1、2顆從西昌衛星發射中心出發,成功沖出大氣層,拉開了中國北鬥導航系統全球組網的序幕。
一連四次一箭雙星,在2018年3月30日完成了最簡系統的部署,8顆北鬥三号衛星在太空就位。距離北鬥三号衛星首發不到6個月的時間。
不到一年的時間,北鬥三号已成功發射10顆衛星,創造了航天界的“中國新速度”。
根據計劃我國将先後發射35顆北鬥三号導航衛星(5顆靜止軌道衛星+3顆傾斜地球同步軌道衛星+27顆中圓軌道衛星),建成采用無源與有源導航方式相結合的全球衛星導航系統。定位精度為2.5至5米;測速精度為0.2米/秒;授時精度為20納秒;每次短信字數也增加了。
随着“北鬥”地基增強系統提供初始服務,它還可提供米級、亞米級、分米級,甚至厘米級的服務,屆時,“北鬥”的定位精度将與美國GPS相媲美。
建成後的北鬥全球導航系統将為民用用戶免費提供約10米精度的定位服務,0.2米/秒的測速服務,并且将為付費用戶提供更高精度等級的服務。
2018年,我國将要發射18顆北鬥三号組網衛星,覆蓋“一帶一路”沿線國家;到2020年前後,将全部發射完畢,向全球提供服務。
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從無到有,北鬥系列衛星成功出線
有了GPS,為啥還要搞“北鬥”?
GPS有多強大?
軍事方面:目前,美國幾乎所有的飛機、坦克、艦船、單兵、精确制導彈藥都在使用GPS。此外,對于戰場指揮系統,特别是大空間跨度的指揮,極其精确的時間同步也是非常重要的,GPS都可以做。
民用方面:離開了GPS,手機不能導航,微信不能共享位置,各種地圖都不能用......
然而,這麼重要的GPS,極易被控制。
輕則汽車、輪船等走錯路,重則導彈攻擊錯誤目标,打到自己也極有可能。
實際上,早在1970年,我國就提出了關于衛星導航技術的論證方案——“燈塔”項目,與美、蘇在同一時期,後來,因國内外形勢變化被迫下馬。
但在1993年7月23日,美國無中生有地指控中國“銀河”号貨輪将制造化學武器的原料運往伊朗。當時,“銀河”号正在印度洋上正常航行,突然船停了下來。事後大家才知道,這是因為當時美國局部關閉了該船所在海區的GPS導航服務,使得船不知道該向哪個方向行駛。
“銀河号事件”使我們清楚地意識到:衛星導航,我們一定要自己搞出來!
“北鬥”發展藍圖是構建國家綜合定位、導航和授時體系建設,以“北鬥”系統為核心,建成天地一體(包括太空、地面、水下、室内)、覆蓋無縫、安全可信、高效便捷的國家綜合定位、導航和授時體系。
1994年,我國正式啟動北鬥一号的研制工作,邁出了中國自主衛星定位系統發展的實質性一步。
北鬥導航系統發展“三步走”每一步相互銜接、自然過渡,充分體現航天系統工程的反複叠代、循序漸進原則。北鬥一号從無到有,展現了中國北鬥為生存而戰的能力;北鬥二号以驚人的“中國速度”建設區域導航系統,從根本上擺脫了對國外衛星導航系統的依賴,踐行了對用戶的承諾;北鬥三号在設計指标和定位精度上大幅提升,精益求精,邁開了全球組網的步伐。
時至今日,中國的北鬥導航系統建設已經進入第三個階段,成為擁有自主衛星導航定位系統的國家。我國成為繼美國和前蘇聯(俄羅斯)之後,在世界上第三個建立了完善衛星導航系統的國家。
縱觀世界各國研發自主衛星定位系統的曆史,要建立自主的全球衛星導航系統,其實并不是一件容易的事。俄羅斯的“格洛納斯”系統基本和GPS同時開始發展,然而完成組網的時間卻晚了30多年。雄心勃勃的歐洲“伽利略”工程,更是在歐債危機的拖累下緩慢前進,已經被起步更晚的中國北鬥所超越。此外,日本、印度等國的衛星導航系統研制更是困難重重。
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武漢力量:30顆北鬥衛星有效載荷全部國産
作為我國自主研發的導航衛星,必須掌握關鍵核心技術。30顆北鬥衛星、有效載荷全部實現國産化,并且隻有2到3年的時間,無疑是一個巨大的挑戰。
為了實現這一目标,航天五院西安分院以“全國大聯合”的方式,組建了由20多家科研院所和高校組成的研制隊伍,最終實現了有效載荷部件全部國産化。
星載原子鐘的精度對衛星導航系統的定位和授時精度,具有決定性作用,被稱為導航衛星的“心髒”。而新一代高性能星載铷原子鐘研制者,就是中國科學院武漢物理與數學研究所梅剛華團隊。
如今,北鬥三号“裝備”的新一代高精度星載铷原子鐘,天穩定度已達到與美國GPS系統最新型衛星所用星載铷鐘相當的水平,跻身國際頂尖行列。
武漢大學衛星定位技術,把我國北鬥衛星實時定位帶入“厘米時代”。夢芯公司發布20納米北鬥芯片,占據行業制高點。
全國與北鬥技術相關的院士14位,武漢光谷北鬥有7位;武漢光谷北鬥申請專利數達140項,名列全國第一;武漢光谷北鬥率先在泰國建設北鬥産業園,還與斯裡蘭卡、馬來西亞、尼泊爾、墨西哥、俄羅斯等國家簽訂了北鬥及地球空間信息技術的國際科技合作協議,成為中國北鬥産業“走出去”的引領者。
據中國衛星導航定位協會主編的《2018中國衛星導航與位置服務産業發展白皮書》顯示,截至目前我國衛星導航與位置服務産業産值已達2550億元,同比增長20.4%。其中,北鬥對我國衛星導航與位置服務産業核心産值貢獻率已達80%。
如此巨大的體量,“北鬥 ”産業化已經改造并影響了智能交通、精準農業、智慧旅遊、智慧港口、智能管網、物流監控等多個行業。
7月1日,依托武漢大學科研優勢,湖北首個北鬥科技轉化基地在武漢建成。該基地整合武漢大學、中科院武漢分院基于“北鬥及地理信息産業技術”的人才、技術優勢,引進優質骨幹企業,實現北鬥科技成果就地轉化,打造北鬥及地理信息産業合作生态鍊。
逐步形成專業化高度集中、知識成果轉化産業基礎良好等特色,計劃用3年時間達到1億産值,用5年時間培育出3家上市企業,力争将科技園建設成為國家級專業科技企業孵化器。
随着北鬥開放平台的搭建,“北鬥 ”正催生出越來越多的應用新模式,未來值得期待的是穿戴式設備、新零售、無人駕駛、綜合安防和智慧城市建設等應用領域,市場潛力巨大。
資料來源:瞭望智庫、央視新聞、光明網、新華社、長江日報、湖北日報
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