中國衛(wèi)星導航定位協(xié)會

北斗全球組網(wǎng)“排頭兵”開啟拓荒之旅
科技日報
2015/07/31 09:54
7月25日20時29分,我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用“長征三號乙/遠征一號”運載火箭成功將2顆新一代北斗導航衛(wèi)星發(fā)射升空,經(jīng)過約3個半小時飛行后,“遠征一號”上面級將2顆衛(wèi)星準確送入預定軌道。此次發(fā)射的第18、19顆北斗導航衛(wèi)星,均為地球中圓軌道衛(wèi)星。作為北斗全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)組網(wǎng)的“排頭兵”,它們開啟了拓荒之旅。

記者從中國航天科技集團五院了解到,這對“雙胞胎兄弟”肩負多項使命,將為我國建成“獨立自主、開放包容、技術先進、穩(wěn)定可靠”的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)開展全面驗證。
不論是工程各大系統(tǒng)的總體方案,還是關系全球系統(tǒng)功能性能實現(xiàn)的重要技術體制,在北斗導航大家庭里都是全新的挑戰(zhàn)。“兄弟倆”首先要承擔的,就是在軌驗證全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)總體方案與技術體制。以信號格式為例,此次采用的是具有自主知識產(chǎn)權的全新信號格式,導航信號數(shù)據(jù)在區(qū)域組網(wǎng)導航衛(wèi)星的基礎上擴展了一倍有余。這意味著同樣時間內(nèi),全球?qū)Ш叫l(wèi)星要發(fā)送更多信號,更好更快地滿足用戶需求。這需要驗證其測距、抗干擾、抗多徑等性能。同時,它們還要驗證首次在空間使用的星間鏈路技術,與今年3月發(fā)射的北斗衛(wèi)星實現(xiàn)星間互聯(lián)互通,共同開展全球組網(wǎng)試驗驗證工作。此外,星地一體控制與信息傳輸、系統(tǒng)安全等一系列新技術體制等待著它們一一驗證。
航天是個系統(tǒng)工程,各大系統(tǒng)、各個環(huán)節(jié)的完美匹配決定了整個任務能否順利實施。衛(wèi)星與地面試驗支持系統(tǒng)接口、衛(wèi)星與測控系統(tǒng)接口、衛(wèi)星間接口、衛(wèi)星與運載火箭系統(tǒng)的接口、衛(wèi)星與發(fā)射場系統(tǒng)的接口等,哪一個接口出現(xiàn)問題,全球組網(wǎng)都會“掉鏈子”。走在最前線的“兄弟倆”,要為后續(xù)北斗衛(wèi)星理順各種接口和關系,使研制流程更加順暢,風險進一步降低。
作為排頭兵,“兄弟倆”集中國造“豪華配置”于一身。以高精度星載原子鐘、星間精密測距和通信、星座自主運行等為代表的衛(wèi)星載荷關鍵技術,以輕量化、長壽命、高可靠為典型特征的衛(wèi)星平臺關鍵技術,以基于星地鏈路和星間鏈路的導航衛(wèi)星聯(lián)合精密定軌等為代表的地面運控關鍵技術……大批關鍵技術和國產(chǎn)化關鍵器件都需要進行一次“實戰(zhàn)練兵”。
對于全球?qū)Ш叫l(wèi)星將面臨的全新電磁與空間環(huán)境,“兄弟倆”將率先開展探測,為后續(xù)衛(wèi)星研制、在軌保障和事件分析積累數(shù)據(jù)。
“開放兼容”是北斗導航衛(wèi)星一貫擁有的氣質(zhì)。北斗衛(wèi)星總設計師謝軍說,北斗系統(tǒng)可以做到與其他系統(tǒng)兼容,輔助提高導航服務精度和使用的便利性。
為了提高“兄弟倆”面向全球的“溝通能力”,科研團隊此次專門研制出星間鏈路系統(tǒng)方案和星間網(wǎng)絡協(xié)議,在它們身上安裝了面向北斗全球系統(tǒng)的Ka頻段相控陣天線及星間收發(fā)信機,讓它們既能聽得懂來自不同研制單位北斗“同胞”的“方言”,還能熟練運用幾門“外語”,跟美國GPS、俄羅斯格洛納斯導航系統(tǒng)“聊聊天兒”,使得拓荒之旅不再寂寞。