来源:环球网

各司其职各得其宜 北斗三号卫星家族新特点-北斗科技文化网

北斗三号卫星家族新特点

6月23日上午,北斗三号最后一颗全球组网卫星从西昌卫星发射中心直冲九霄,我国提前半年完成北斗三号全球星座部署。

北斗三号全球组网卫星共30颗,其中有24颗是中圆地球轨道,3颗地球静止轨道,3颗倾斜地球同步轨道卫星,被亲昵地称之为“萌星”“吉星”“爱星”。

各司其职

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拱卫北斗全球覆盖

“萌星”,英文缩写MEO卫星,星如其名,小巧灵活。24颗“萌星”运行在高度约2万千米的轨道,7天能绕地球跑13圈,像极了不知疲倦的小萌娃。

“吉星”,英文缩写GEO卫星,共有3颗,分别定点在东经80°、110.5°和140°。“吉星”运行在约3.6万千米的地球静止轨道上,是北斗家族中不喜动的“大个子”。

同“吉星”轨道高度相同的还有“爱星”,英文缩写IGSO卫星,数量也是3颗,但“爱星”爱跳舞,星下点轨迹总划着浪漫的“8”字步。

性格迥异的3种卫星也承担着不同的任务。

“萌星”是北斗全球组网的主力队员,不辞辛劳地绕着地球满场跑着,让自己的星下点轨迹不停地画着波浪线,以便覆盖到全球更广阔的区域。

“吉星”则始终随着地球自转而动,时时刻刻“高照”祖国,在导航、通信、电力、金融、测绘交通等领域,为祖国发展建设默默奉献。

“爱星”单星覆盖区域较大,3颗卫星可覆盖亚太大部分地区。“爱星”作为高轨道卫星,信号抗遮挡能力强,尤其在低纬度地区,其性能特点更为明显。

虽然“萌星”“吉星”“爱星”都极富个性,但它们从不独来独往,而是通过星间链路技术,实现了星间数据传输和精密测量,从而大幅提高卫星测定轨精度,提升电文注入频度,并减少对海外地面布站的依赖,有效降低系统的运行管理成本。

中国北斗独创的“三种轨道”“三种卫星”的混合星座工程建设,在国际上亦属首次。

各得其宜

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伴随北斗蜕变成长

翻开北斗导航卫星发射列表,新世纪前11年发射的15颗北斗卫星中,1颗孤零零的“萌星”,夹在其他“吉星”和“爱星”间。

2009年,北斗三号工程启动,按照最简系统、基本系统、全球系统三步实施组网。这一次,“萌星”迎来高光时刻。

2017年11月5日,北斗三号卫星首次发射,“一箭双星”送2颗“萌星”入轨。此后3次发射,相同方式再送6颗“萌星”升空。北斗最简系统正是由这8颗“萌星”组成。

2018年底建成的北斗三号导航卫星基本系统中,1颗“吉星”夹在了18颗“萌星”间。1年后,由24颗“萌星”组成的北斗三号全球系统核心星座部署完成。

从配角到主角,“萌星”大显神威的背后,不只是航天事业的发展,更是中国的巨变。

众所周知,“中国-亚太-全球”是北斗卫星导航系统的三步走路线。在前两步中,北斗需要锁定中国和亚太地区提供服务,“吉星”和“爱星”显然更有优势,而“萌星”则不太经济实惠,况且当时星上的很多关键技术尚未突破。

北斗一号卫星总设计师范本尧说:“系统一下建那么大(全球组网),需要大量的时间和资金。当时刚刚改革开放,用户集中在国内及周边。因此‘先区域、后全球’的技术途径很正确,符合中国国情,具有中国特色。”

在北斗二号系统的建设中,通过发射4颗“萌星”并在轨运行,逐步攻克了一系列瓶颈问题。当北斗开启全球组网后,“萌星”得以跃升主力。

“吉星”和“爱星”也没有退出历史舞台,反而将承担配合“萌星”、显著增强北斗三号整体技术指标的职责,为未来的北斗之路进行拓展和验证。

各显神通

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大国重器名不虚传

3种卫星里,谁是满怀绝技的“扫地僧”?

北斗三号卫星首席总设计师谢军的答案,正是6月23日刚刚发射的“吉星”。“GEO卫星是北斗三号系统中功能最强、信号最多、承载最大、寿命最长的卫星”。

无线电导航、无线电测定、短报文通信、星基增强、精密单点定位……“吉星”升空入轨后,大大提升了北斗的应用场景。

“吉星”具备卫星精密单点定位功能,可实现动态分米级、事后厘米级的定位服务,服务于汽车自动驾驶、船舶精准停泊等。

对导航信号完好性要求严苛的民航驾驶中,“吉星”的星基增强功能,可以通过两个频点播发符合国际民航组织标准的星基增强信号,从而精确护航飞机起降。

不仅导航信号兼容增强,“吉星”在短报文通信功能上更有了新突破,通信能力提升10倍。同时,“吉星”的接收信号能力也大幅增强,用户终端实现了小型化,发射功率可降低10倍,大大提高了用户体验。

除“吉星”外,“萌星”灵活小巧、覆盖全球,“爱星”位居高轨道、单颗覆盖面广,都从不同方面增强了北斗三号的功能性能及整体技术指标。