愛星 吉星 萌星
北斗三號衛(wèi)星家族新特點
6月23日上午,北斗三號最后一顆全球組網衛(wèi)星從西昌衛(wèi)星發(fā)射中心直沖九霄,我國提前半年完成北斗三號全球星座部署。
北斗三號全球組網衛(wèi)星共30顆,其中有24顆是中圓地球軌道,3顆地球靜止軌道,3顆傾斜地球同步軌道衛(wèi)星,被親昵地稱之為“萌星”“吉星”“愛星”。
各司其職
拱衛(wèi)北斗全球覆蓋
“萌星”,英文縮寫MEO衛(wèi)星,星如其名,小巧靈活。24顆“萌星”運行在高度約2萬千米的軌道,7天能繞地球跑13圈,像極了不知疲倦的小萌娃。
“吉星”,英文縮寫GEO衛(wèi)星,共有3顆,分別定點在東經80°、110.5°和140°。“吉星”運行在約3.6萬千米的地球靜止軌道上,是北斗家族中不喜動的“大個子”。
同“吉星”軌道高度相同的還有“愛星”,英文縮寫IGSO衛(wèi)星,數(shù)量也是3顆,但“愛星”愛跳舞,星下點軌跡總劃著浪漫的“8”字步。
性格迥異的3種衛(wèi)星也承擔著不同的任務。
“萌星”是北斗全球組網的主力隊員,不辭辛勞地繞著地球滿場跑著,讓自己的星下點軌跡不停地畫著波浪線,以便覆蓋到全球更廣闊的區(qū)域。
“吉星”則始終隨著地球自轉而動,時時刻刻“高照”祖國,在導航、通信、電力、金融、測繪交通等領域,為祖國發(fā)展建設默默奉獻。
“愛星”單星覆蓋區(qū)域較大,3顆衛(wèi)星可覆蓋亞太大部分地區(qū)。“愛星”作為高軌道衛(wèi)星,信號抗遮擋能力強,尤其在低緯度地區(qū),其性能特點更為明顯。
雖然“萌星”“吉星”“愛星”都極富個性,但它們從不獨來獨往,而是通過星間鏈路技術,實現(xiàn)了星間數(shù)據(jù)傳輸和精密測量,從而大幅提高衛(wèi)星測定軌精度,提升電文注入頻度,并減少對海外地面布站的依賴,有效降低系統(tǒng)的運行管理成本。
中國北斗獨創(chuàng)的“三種軌道”“三種衛(wèi)星”的混合星座工程建設,在國際上亦屬首次。
各得其宜
伴隨北斗蛻變成長
翻開北斗導航衛(wèi)星發(fā)射列表,新世紀前11年發(fā)射的15顆北斗衛(wèi)星中,1顆孤零零的“萌星”,夾在其他“吉星”和“愛星”間。
2009年,北斗三號工程啟動,按照最簡系統(tǒng)、基本系統(tǒng)、全球系統(tǒng)三步實施組網。這一次,“萌星”迎來高光時刻。
2017年11月5日,北斗三號衛(wèi)星首次發(fā)射,“一箭雙星”送2顆“萌星”入軌。此后3次發(fā)射,相同方式再送6顆“萌星”升空。北斗最簡系統(tǒng)正是由這8顆“萌星”組成。
2018年底建成的北斗三號導航衛(wèi)星基本系統(tǒng)中,1顆“吉星”夾在了18顆“萌星”間。1年后,由24顆“萌星”組成的北斗三號全球系統(tǒng)核心星座部署完成。
從配角到主角,“萌星”大顯神威的背后,不只是航天事業(yè)的發(fā)展,更是中國的巨變。
眾所周知,“中國-亞太-全球”是北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的三步走路線。在前兩步中,北斗需要鎖定中國和亞太地區(qū)提供服務,“吉星”和“愛星”顯然更有優(yōu)勢,而“萌星”則不太經濟實惠,況且當時星上的很多關鍵技術尚未突破。
北斗一號衛(wèi)星總設計師范本堯說:“系統(tǒng)一下建那么大(全球組網),需要大量的時間和資金。當時剛剛改革開放,用戶集中在國內及周邊。因此‘先區(qū)域、后全球’的技術途徑很正確,符合中國國情,具有中國特色。”
在北斗二號系統(tǒng)的建設中,通過發(fā)射4顆“萌星”并在軌運行,逐步攻克了一系列瓶頸問題。當北斗開啟全球組網后,“萌星”得以躍升主力。
“吉星”和“愛星”也沒有退出歷史舞臺,反而將承擔配合“萌星”、顯著增強北斗三號整體技術指標的職責,為未來的北斗之路進行拓展和驗證。
各顯神通
大國重器名不虛傳
3種衛(wèi)星里,誰是滿懷絕技的“掃地僧”?
北斗三號衛(wèi)星首席總設計師謝軍的答案,正是6月23日剛剛發(fā)射的“吉星”。“GEO衛(wèi)星是北斗三號系統(tǒng)中功能最強、信號最多、承載最大、壽命最長的衛(wèi)星”。
無線電導航、無線電測定、短報文通信、星基增強、精密單點定位……“吉星”升空入軌后,大大提升了北斗的應用場景。
“吉星”具備衛(wèi)星精密單點定位功能,可實現(xiàn)動態(tài)分米級、事后厘米級的定位服務,服務于汽車自動駕駛、船舶精準停泊等。
對導航信號完好性要求嚴苛的民航駕駛中,“吉星”的星基增強功能,可以通過兩個頻點播發(fā)符合國際民航組織標準的星基增強信號,從而精確護航飛機起降。
不僅導航信號兼容增強,“吉星”在短報文通信功能上更有了新突破,通信能力提升10倍。同時,“吉星”的接收信號能力也大幅增強,用戶終端實現(xiàn)了小型化,發(fā)射功率可降低10倍,大大提高了用戶體驗。
除“吉星”外,“萌星”靈活小巧、覆蓋全球,“愛星”位居高軌道、單顆覆蓋面廣,都從不同方面增強了北斗三號的功能性能及整體技術指標。
(本報記者李國利、劉藝)
責任編輯:趙睿
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