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经济参考报|中国北斗耀太空 三代北斗导航卫星的研制之路( 二 )


2007年4月16日 ， 在成功发射的两天后 ， 北京从飞行试验星获得清晰信号 ， 此时距离空间频率失效仅有不到四个小时 。 此次壮举 ， 有效地保护了我国卫星导航系统的频率资源 ， 为北斗区域导航系统建设有序推进起到了重要的作用 。
和空间频率申报期赛跑、攻克一道道技术难关、三年14星连战连捷……汗水与泪水交错中 ， 研制团队圆满完成了北斗二号卫星部署 ， 2012年12月27日 ， 北斗卫星导航系统正式提供区域服务 ， 北斗系统成为国际卫星导航系统四大服务商之一 。
在太空刷新“中国速度”
2000年成功研制我国第一代导航卫星试验系统 ， 2012年成功建成国际上首个混合星座区域卫星导航系统 ， 北斗导航“三步走”战略顺利完成前面两大步 ， 蹄疾而步稳 。
就在北斗二号正式提供区域导航定位服务前 ， 北斗三号全球导航系统的论证验证工作拉开序幕 ， 并明确了研制要求 ， 确定了建设独立自主、开放兼容、技术先进、稳定可靠的全球卫星导航系统的发展目标 ， 自此北斗开启了创新发展的新征程 。
建设高性能、高可靠的北斗全球卫星导航系统 ， 是我国科技领域中长期发展规划的16项重大专项之一 ， 系统建设既是对北斗区域系统的完善与升级 ， 更是聚焦世界一流卫星导航系统的攀登与跨越 。 系统建成后性能与GPS相当 ， 将使我国卫星导航系统达到国际先进水平 。
相对于北斗二号区域系统 ， 北斗三号服务区域将扩展至全球 ， 同时 ， 实现了下行导航信号升级与改造等关键技术方面的突破 ， 实现了与北斗二号下行导航信号的平稳过渡 ， 并在此基础上增加了新的导航信号 ， 为用户提供更为优质的服务 。
站在前两代的肩膀上 ， 北斗“第三步”迈得无比自信 。 航天科技集团五院的研制团队在谢军、迟军、王平、陈忠贵等专家的带领下 ， 汇聚各方力量 ， 把车间当成战场 ， 把攻关当成战斗 ， 奋勇拼搏 ， 先后攻克了北斗系统的各种难关 。
——新突破实现联通无极限 。 由于我国北斗系统不能像美国GPS那样 ， 在全球建立地面站 ， 为了解决境外卫星的数据传输通道 ， 航天科技集团五院北斗三号研制团队攻克了星座星间链路技术 ， 采取星间、星地传输功能一体化设计 ， 实现了卫星与卫星、卫星与地面站的链路互通 ， 这就是说 ， 虽然“看不见”在地球另一面的北斗卫星 ， 但用北斗卫星的星间链路同样能与它们取得联系 。 用星间链路技术实现太空兄弟间手拉手 ， 心相通 ， 不仅实现了相互间的通信和数据传输 ， 还能相互测距 ， 自动“保持队形” ， 可以减轻地面管理维护压力 。 星间链路技术的应用中 ， 设计了全新的网络协议、管理策略和路由策略 ， 解决了不能全球布站进行卫星境外监测的难题 ， 是北斗全球导航系统建设的一大特色 。
——新技术实现卫星长寿命 。 “北斗是一个开放的系统 ， 中国的北斗 ， 世界的北斗 ， 中国发展卫星导航技术是国民经济的重要基础设施 ， 也是为全人类提供时间坐标和空间坐标的基础设施 ， 服务的连续性和稳定性十分重要” ， 航天科技集团五院北斗三号卫星总指挥迟军介绍说 ， 就像停水停电影响城市生活一样 ， 卫星导航服务一旦中断 ， 国家和社会的正常运行会受到很大的影响 ， 因此 ， 对卫星导航的可靠性、连续性提出了苛刻设计的要求 。 为了提高卫星在轨服务的可靠性 ， 北斗三号卫星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、稳定提供了基础保证 。
——新“神器”让服务“零误差” 。 为了提高服务的精度 ， 北斗三号配置了新一代原子钟 ， 通过提升原子钟指标 ， 提升卫星性能、改善用户体验 。 原子钟是利用原子跃迁频率稳定的特性保证产生时间的精准性 ， 目前国际上主要有铷原子钟、氢原子钟、铯原子钟等 。 我国北斗卫星采用铷原子钟 ， 同时还配置了性能更高的新研国产氢原子钟 。 氢原子钟虽然质量和功耗比铷原子钟大 ， 但稳定性和漂移率等指标更优 。 相对于铷原子钟 ， 我国起步更晚 ， 2015年我国研制的氢原子钟首次在轨应用验证 ， 为北斗全球导航系统进行了技术探索 ， 至今功能、性能十分稳定 。 星载氢原子钟的在轨应用 ， 对于实现北斗导航定位“分秒不差” ， 发挥着重要作用 。


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