中國新一代北斗導(dǎo)航衛(wèi)星關(guān)鍵技術(shù)得到驗(yàn)證

中國今年新發(fā)射的三顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星近日完成了在軌“體檢”和關(guān)鍵技術(shù)的全面驗(yàn)證，導(dǎo)航信號(hào)性能指標(biāo)較前一代北斗衛(wèi)星大幅提高，達(dá)到了國際先進(jìn)水平。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是中國自主建設(shè)、獨(dú)立運(yùn)行，與世界其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)兼容共用的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，可在全球范圍內(nèi)全天候、全天時(shí)為各類用戶提供高精度、高可靠的定位、測速、授時(shí)服務(wù)，并兼具短報(bào)文通信能力。

中國于今年7月25日發(fā)射了第18、19顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星，于9月30日發(fā)射了第20顆北斗衛(wèi)星。這三顆衛(wèi)星的研制單位——中國航天科技集團(tuán)五院介紹，新一代北斗導(dǎo)航衛(wèi)星的播發(fā)信號(hào)數(shù)量比以往增加了2倍多，居所有導(dǎo)航衛(wèi)星播發(fā)量首位。

“這是具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的全新信號(hào)格式。在同樣的時(shí)間內(nèi)，導(dǎo)航衛(wèi)星可發(fā)送更多的信號(hào)，更好更快地滿足用戶需求。”北斗導(dǎo)航衛(wèi)星總設(shè)計(jì)師謝軍說，研制團(tuán)隊(duì)成功地解決了大功率、小型化等難題，使信號(hào)利用效率更高，信號(hào)品質(zhì)達(dá)到國際先進(jìn)水平。

據(jù)介紹，衛(wèi)星研制團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新采用了桁架式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提高了有效安裝面積，縮減了衛(wèi)星尺寸，減輕了自身重量，增強(qiáng)了平臺(tái)的功能。新平臺(tái)的輸出功率比以往的北斗導(dǎo)航衛(wèi)星大，但質(zhì)量還不到以前的一半，其功率質(zhì)量比在國際同類衛(wèi)星中居先進(jìn)水平。

專家介紹，北斗導(dǎo)航衛(wèi)星所處的電磁與空間環(huán)境非常惡劣，為提升新一代北斗導(dǎo)航衛(wèi)星抵抗太空“風(fēng)雨”的能力，團(tuán)隊(duì)通過大量的優(yōu)化設(shè)計(jì)、仿真、試驗(yàn)，提升了衛(wèi)星的空間環(huán)境適應(yīng)性。成功入軌以來，三顆衛(wèi)星始終保持穩(wěn)定工作，全天時(shí)不間斷地播發(fā)導(dǎo)航信號(hào)。

另一位北斗導(dǎo)航衛(wèi)星總設(shè)計(jì)師王平說，在無法全球布站的情況下，研制團(tuán)隊(duì)采用衛(wèi)星間互聯(lián)互通的星間鏈路技術(shù)來建設(shè)全球?qū)Ш较到y(tǒng)。

在浩瀚的宇宙間修筑連接兩顆小小衛(wèi)星的“高速路”絕非易事。為此，專家設(shè)立了全新的自主運(yùn)行分系統(tǒng)，重點(diǎn)攻關(guān)星間鏈路和星座自主導(dǎo)航技術(shù)，形成了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的星間鏈路網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì)，并做了大量的仿真試驗(yàn)，規(guī)避了眾多風(fēng)險(xiǎn)。

王平說：“星間鏈路功能，讓星與星之間實(shí)現(xiàn)了通信、測距，進(jìn)而大大提升了導(dǎo)航系統(tǒng)的自主可控能力。”

據(jù)介紹，為了讓星與星之間的測距更為精準(zhǔn)，研制團(tuán)隊(duì)在提高信號(hào)穩(wěn)定性、提升原子鐘的精度等眾多方面進(jìn)行了系統(tǒng)優(yōu)化。今年8月9日，第18、19顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星首次實(shí)現(xiàn)星間建鏈。三個(gè)多月以來，這座太空“高速路”持久而穩(wěn)固，讓用戶測距精度較前一代北斗衛(wèi)星系統(tǒng)提高了兩倍。

專家說，新一代北斗導(dǎo)航衛(wèi)星98%的部件都實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)化，關(guān)鍵器部件均為“中國造”。

北斗導(dǎo)航衛(wèi)星總設(shè)計(jì)師陳忠貴說：“建設(shè)獨(dú)立自主的北斗導(dǎo)航系統(tǒng)，必須做到核心在手。”為此，團(tuán)隊(duì)對國產(chǎn)部件反復(fù)驗(yàn)證、測試、迭代，付出的時(shí)間超過一般衛(wèi)星3倍多。

專家介紹，新一代北斗導(dǎo)航衛(wèi)星上應(yīng)用了70余類將近萬只新研國產(chǎn)化元器件，長期依靠進(jìn)口的行波管放大器組件和高速信號(hào)處理器等核心元器件首次實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化。

1994年，中國正式啟動(dòng)北斗導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)，比美國的GPS導(dǎo)航系統(tǒng)晚了差不多20年。

中國北斗導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)建設(shè)實(shí)施“三步走”戰(zhàn)略：第一步，在2000年建成北斗試驗(yàn)導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng);第二步，在2012年建成區(qū)域?qū)Ш较到y(tǒng);第三步，在2020 年左右，建成由5顆靜止軌道衛(wèi)星和30顆非靜止軌道衛(wèi)星組成的覆蓋全球的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。目前，前兩步已實(shí)現(xiàn)，中國成為繼美、俄之后世界上第三個(gè)擁有自主衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)的國家。