“北斗三号”关闭并正式服务于世界

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自20世纪90年代发展以来，北斗系统经历了从主动到被动、从区域性到全球性的飞跃。其服务定位精度、系统稳定性和综合功能不断提高，已成为我国重要的空基础设施，充分支持国家安全和经济社会发展的需要。与北斗二号相比，北斗三号不是简单的迭代更新，而是一个巨大的历史性飞跃。

6月23日，中国长征三号乙在西昌卫星发射中心成功将最后一颗北斗三号网络卫星送入预定轨道。到目前为止，北斗三号全球卫星导航系统的星座部署已经全部完成。这意味着中国北斗将正式走出中国走向全球，为全球用户提供基础导航(定位、测速、计时)、全球短信通信、国际搜索救援等服务。

未来应用空无限制

事实上，导航的核心功能是定位和计时。想象一下，如果一个国家的时间和参考信息都是由其他国家提供的，它将在军事、通讯和金融领域面临巨大的安全风险。

北斗的军事应用最为迫切。导航主要用于军队机动、武器发射、边境巡逻和救生等。，这就要求在导航过程中必须实时提供载体的位置、速度、姿态等状态信息。如果这些信息被偏离，就相当于武器和装备失去了它们的眼睛，军队失去了它们的方向。

在交通方面，北斗也在为更多车辆的安全行驶保驾护航。北斗系统可以为车辆提供实时的位置和速度信息。在行驶过程中，车载北斗终端设备可以记录行驶信息，并获取里程、速度、行驶时间、路线等信息。，以防止发生危及安全的非法驾驶，例如超速或疲劳驾驶。数据显示，截至2019年12月，中国已有650多万辆营运车辆、4万辆邮政和快递车辆，36个中心城市的约8万辆公交车、3200多处内陆导航设施和2900多处海上导航设施应用了北斗系统。

随着人类活动的发展，对导航的要求越来越高。在北斗系统等科技力量的支持下，我们可以建设智能森林防火灭火基础设施。基于北斗系统的高精度定位导航服务，大型、重载、远程、远程、智能、全系统无人灭火直升机能够快速、准确地到达火灾现场，并充分利用北斗系统及其短信通信功能，为消防人员提供位置共享等重要信息。业内专家表示，北斗导航系统是基础设施的“新基础设施”和基础。

目前，国内许多汽车厂都在广泛研究和开发汽车智能网络连接技术，目的是使人、车、路都能“说话”。以时代空智能基础设施公司川岛千寻定位网络有限公司为例。今年内，该公司将有多达六个不同的型号配备基于北斗的高精度导航和定位能力的川岛千寻定位，这将正式推出。

中国卫星导航系统管理办公室主任冉承启表示，北斗的应用只是受到想象的限制。近年来，大量从事北斗应用的企业致力于打造数字时代北斗应用的最佳实践方案，并已应用于自动驾驶、产业升级、测绘、智慧城市、公共服务等诸多领域。随着5G商业时代的到来，北斗正在加速与新一代通信、区块链和人工智能等新技术的融合，新的应用模式、新格式和新经济将不断涌现。

创新实现历史性跨越

自20世纪90年代发展以来，北斗系统经历了从主动到被动、从区域性到全球性的飞跃。其服务定位精度、系统稳定性和综合功能不断提高，已成为我国重要的空基础设施，充分支持国家安全和经济社会发展的需要。与北斗二号相比，北斗三号不是简单的迭代更新，而是一个巨大的历史性飞跃。不仅导航服务将延伸至全球，北斗的短信通信等特殊服务也将进一步加强，定位精度将超过全球定位系统。

短消息通信可以说是北斗系统的“绝活”，即北斗用户、用户和中央控制系统之间可以实现双向数字短消息通信。在北斗三号系统中，短消息通信能力得到了显著提高，从一次发送120个汉字提高到一次发送1200个汉字。当用户遇到意想不到的情况时，他们不需要仔细思考，这足以使情节一次清晰，还可以发送其他信息，因此应用场景更加丰富。

主动定位也是北斗三号的一大创新。其原理是利用无线电测量技术，通过两颗地球同步轨道卫星(GEO)的共同努力，不仅可以回答用户的“我在哪里”，还可以告诉有关方面用户的行踪“你在哪里”。这项技术广泛应用于搜救、渔业等领域，是保障民生安全的“千里眼”。

由于北斗系统不能像美国的全球定位系统那样在全球范围内建立地面站，为了给海外卫星建立数据传输通道，北斗三号研究团队克服了星座星间链路技术，采用星间和星地传输功能一体化设计，实现了卫星与卫星、卫星与地面站之间的链路互通。也就是说，虽然地球另一边的北斗卫星是“看不见的”，但卫星间的联系也可以与其他卫星取得联系。星间链路技术不仅可以实现0+之间的通信和数据传输，还可以实现彼此间的距离和自动“维持队形”，减轻地面管理和维护的压力。星间链路技术解决了中国无法在全球部署卫星监测站的问题，也是北斗全球导航系统建设的一大特色。

为了提高服务精度，北斗三号系统还配备了新一代原子钟。原子钟利用原子跃迁频率的稳定特性来保证产生时间的准确性。目前，世界上主要有铷原子钟、氢原子钟和铯原子钟。中国的北斗卫星使用铷原子钟，并配备了新开发的国产高性能氢脉泽。虽然氢脉泽的质量和功耗比铷原子钟大，但它的稳定性和漂移率更好。星载氢脉泽在轨应用对实现北斗导航定位具有重要作用。

为了提高卫星在轨服务的可靠性，北斗三号卫星还采取了多项可靠性措施，使卫星的设计寿命达到12年，达到国际导航卫星的先进水平，为北斗系统服务的连续性和稳定性提供了基本保证。

专家表示，未来北斗系统将利用在轨卫星、地面和用户评估等海量数据，设计一个集“天、地、用”一体化智能管理的卫星在轨技术支持平台，具备多源接收、自主监测、智能诊断和过程可视化能力。

协作促进高效的网络

“在过去两年中，我们创造了全球卫星导航系统联网速度的新世界纪录，平均每月北斗卫星密度为1.2颗。”北斗卫星导航系统总设计师杨长风表示，北斗三号的高效组网离不开系统内部的团结协作。

北斗三号工程是一个复杂的航空航天系统工程，包括三个部分:0+段、地面段和用户段。空段间包含30颗不同轨道高度的网络卫星，地面段包含40多个不同类型和功能的地面站。如果这样一个庞大的系统要在天地网络之间进行协调运作，它将涉及数十个系统和数万套设备，这些系统和设备是相互联锁的，任何一个环节都是必不可少的。

“北斗三号管控中心就像是卫星导航系统的‘大脑’。它可以指挥空段和地面段的协同工作，协调地面天线和各种观测设备的调度和数据传输，编辑、注释和广播卫星导航信息。它解决了几十个系统和数万套设备的集中监控问题。”据中国电力分公司技术人员介绍，该中心实现了卫星导航系统的综合管控，协调了平台与地面之间的管控资源，是充分发挥北斗三号系统运行效率的核心环节。

长征三号甲系列火箭搭载的北斗卫星上升空被称为北斗网络工程的“专列”。自2000年10月31日中国发射第一颗北斗导航试验卫星以来，已有44次发射，59颗北斗导航卫星成功发射至0+，成功率100%。

为确保导航卫星时间空信息的准确性和稳定性，上海天文台科研人员依托天文测量、天体力学、精密时间和频率标准等优势学科数十年的科研积累，从“零”到“有”，最终解决了计算机软硬件集成整理、编辑、计算、存储和发送大量计算数据、统一调度和稳定运行、信息处理架构等关键技术问题。为了实现北斗三号的精确定位，上海天文台信息处理小组首先提出并实现了区域监测网+星间链路的星间联合精密定轨技术，就像北斗的“超级大脑”一样，可以实时修正误差并做更多备份，以保持北斗系统与全球定位系统相当的信号精度。

北斗的发展离不开核心的支持。自北斗测试卫星的第一颗卫星问世以来，龙鑫中科的抗辐射处理器已分别应用于北斗测试卫星项目和北斗三号卫星项目。龙芯抗辐射处理器的应用解决了国外对中国高性能航天部件禁运的瓶颈问题，实现了处理器系统方案整体部件的国产化，有助于航天器国产化的跨越式发展。(经济日报中国经济网记者蒋天骄)

编辑:张静文