7月31日,,北斗三號全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)正式開通,標志著北斗“三步走”發(fā)展戰(zhàn)略圓滿完成,,北斗邁進全球服務(wù)新時代,。
8月3日上午,北斗三號全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建成開通新聞發(fā)布會在國務(wù)院新聞辦公室召開,。中國衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)管理辦公室主任,、北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)新聞發(fā)言人冉承其,北斗系統(tǒng)工程副總設(shè)計師,、北斗三號工程衛(wèi)星系統(tǒng)總設(shè)計師謝軍,,北斗三號工程衛(wèi)星系統(tǒng)總設(shè)計師林寶軍,北斗三號工程運控系統(tǒng)總設(shè)計師陳金平出席本次新聞發(fā)布會,,從四個方面介紹了北斗三號全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建成開通有關(guān)情況,。
一、北斗三號工程建設(shè)提前半年完成
北斗三號2009年11月啟動建設(shè),,歷經(jīng)關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān),、試驗衛(wèi)星工程、最簡系統(tǒng),、基本系統(tǒng),、完整系統(tǒng)五個階段,提前半年完成全球星座部署,,開通全系統(tǒng)服務(wù),,實現(xiàn)了建成即開通、開通即服務(wù),。
關(guān)鍵核心技術(shù)方面,,北斗三號實現(xiàn)了自主可控,400多家單位,、30余萬科技人員攻克了星間鏈路,、高精度原子鐘等160余項關(guān)鍵核心技術(shù),500多種器部件突破國產(chǎn)化研制,,北斗三號衛(wèi)星核心器部件國產(chǎn)化率達到100%,。
另據(jù)央視網(wǎng)報道稱,北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的“最強中國芯”的心臟是國產(chǎn)自主研發(fā)的,而這個銣原子鐘(決定著定位,、測速和授時功能的精度)目前可以精度做到每三百萬年差1秒的水平,,絕對是全球領(lǐng)先水平,而在這之前,,進口銣原子鐘不但性能不領(lǐng)先,,而且交付時間太長,嚴重影響了發(fā)射速度,。解決了這一問題之后,,北斗衛(wèi)星的發(fā)射速度也開始加快。
2017年11月起,,兩年半的時間高密度發(fā)射了18箭30星,,建成40余個地面站,,快速形成星地一體化運行能力,。
二、系統(tǒng)功能強大性能一流
北斗三號支持導(dǎo)航定位,、通信數(shù)傳兩大功能,,可提供定位導(dǎo)航授時、全球短報文通信,、區(qū)域短報文通信,、國際搜救、星基增強,、地基增強,、精密單點定位共7類服務(wù),是功能強大的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),。
性能指標方面,,北斗三號全球范圍定位精度優(yōu)于10米、測速精度優(yōu)于0.2米/秒,、授時精度優(yōu)于20納秒,、服務(wù)可用性優(yōu)于99%,亞太地區(qū)性能更優(yōu),。
全球服務(wù)可用性方面,,如上圖,下半部分2018年剛建成北斗基本系統(tǒng)時的情況,,圖中陰影部分是系統(tǒng)不能覆蓋的區(qū)域,,當時全球服務(wù)可用性為95%,而現(xiàn)在北斗全球系統(tǒng)建成后,,上半部分可以看出贏沒有陰影,,全球服務(wù)可用性超過99%。
同時,全球典型區(qū)域上空北斗衛(wèi)星的星空圖,,紅色圓點代表觀測到的北斗衛(wèi)星,,可以看出相較兩年前,現(xiàn)在各區(qū)域上空可視衛(wèi)星數(shù)明顯增多,。
此外,,根據(jù)全球連續(xù)監(jiān)測評估系統(tǒng)最近一周的測算結(jié)果,北斗系統(tǒng)的全球?qū)崪y定位精度均值為2.34米,,而結(jié)合地基增強,、精密單點定位,還能提供最高厘米級定位服務(wù),。
作為北斗系統(tǒng)的傳統(tǒng)強項,,短報文通信服務(wù)也進行了升級拓展,區(qū)域通信能力達到每次14000比特(1000漢字),,既能傳輸文字,,還可傳輸語音和圖片,并支持每次560比特(40個漢字)的全球通信能力,。
星基增強服務(wù)具備一類垂直引導(dǎo)進近(APV-I)能力,,填補我國星基增強服務(wù)空白。
國際搜救服務(wù)檢測概率優(yōu)于99%,,具備返向鏈路確認特色能力,,顯著增強遇險人員求生信心。
在前期已發(fā)布的有關(guān)文件的基礎(chǔ)上,,北斗系統(tǒng)今天還發(fā)布了定位導(dǎo)航授時(B2b),、星基增強(BDSBAS-B1C)、地基增強,、精密單點定位(PPP-B2b),、國際搜救共五類服務(wù)的接口控制文件,北斗官方網(wǎng)站同步上線,,而區(qū)域短報文通信,、全球短報文通信兩類服務(wù)的接口控制文件將定向發(fā)布。
至此,,北斗系統(tǒng)發(fā)布的接口控制文件覆蓋全部七類服務(wù),。
△北斗衛(wèi)星地面跟蹤
△全球不同區(qū)域可見北斗衛(wèi)星數(shù)量
對于北斗三號衛(wèi)星的使用壽命和可靠性問題,北斗三號工程衛(wèi)星系統(tǒng)總師林寶軍 林寶軍表示:“通常一個重大攻關(guān)需要花十年時間,,我們的衛(wèi)星是10-12年壽命,,壽命末期已經(jīng)是20年前的技術(shù)了,大家想想20年前的技術(shù)很難說它是先進的,。所以說如何保證長壽命,、高可靠特別是不可修復(fù)的衛(wèi)星的持續(xù)先進性,,確實是難題,也是工程初期困擾我們很長時間的一個命題,。通常設(shè)計一個系統(tǒng),,都是按照短板理論來做,一個木桶到底能盛多少水,,短板決定了盛水的量,,短板理論最經(jīng)濟。通俗地來說,,只要滿足系統(tǒng)的需求和指標就行了,,不用過多考慮余量,包括指標的余量,、能力的余量,,這對于長壽命、高可靠的衛(wèi)星來講并不是很合適,。我們的做法是,,不拘泥于當下能夠?qū)崿F(xiàn)的指標,而是通過系統(tǒng)的持續(xù)創(chuàng)新把長板和短板結(jié)合,,持續(xù)地改進硬件系統(tǒng)的先進性,,通過在軌賦能來解決衛(wèi)星發(fā)射上天后產(chǎn)品性能的持續(xù)改善?!?/p>
△圖為北斗三號工程衛(wèi)星系統(tǒng)總師林寶軍。(徐想 攝)
“在工程設(shè)計之初,,我們打破以往新技術(shù)不超過30%的慣例,,在配置上盡量進行前瞻性的規(guī)劃,盡量采用一系列的創(chuàng)新技術(shù),。我們的新技術(shù)甚至超過70%,,像當今新技術(shù)不斷涌現(xiàn)、系統(tǒng)更新周期很快的情況下,,這種做法更有利于提高系統(tǒng)的性能,。在產(chǎn)品的研制過程中,通過靠譜的創(chuàng)新技術(shù)+成熟的工藝+充分的地面驗證,,確保在軌成功,。特別是每組衛(wèi)星投產(chǎn)前,我們最后再進行一次狀態(tài)確認,,保證上天產(chǎn)品能成功,。”
林寶軍舉例表示,,工程初期為解決地面覆蓋問題,,我們提出了“相控陣”這種星間鏈路方案,,這是國際上從來沒有過的技術(shù),我們用這種思路很好解決了問題,。這項技術(shù)成為我們很重要的創(chuàng)新,,把整個衛(wèi)星連成很大的網(wǎng),國內(nèi)測站可以實現(xiàn)全部衛(wèi)星的測控,,實現(xiàn)了一星通,、星星通。衛(wèi)星發(fā)射上天以后硬件沒有辦法更改了,,通過在軌賦能技術(shù)解決后面問題,。就好像手機一樣,手機可以通過軟件升級來更新系統(tǒng),,我們可以下載一個新的APP,,增加新的能力,我們這種能力在衛(wèi)星上叫做“軟件重構(gòu)和在軌賦能”,,當衛(wèi)星有了這種能力之后,,衛(wèi)星在發(fā)射上天后就可以完成性能、能力的持續(xù)改進,。
出色的技術(shù)性能,,長達12年的壽命,為北斗系統(tǒng)服務(wù)的連續(xù),、穩(wěn)定提供了基礎(chǔ)保證,。
三、綜合效益顯著成果豐碩
目前,,北斗系統(tǒng)已全面服務(wù)交通運輸,、公共安全、救災(zāi)減災(zāi),、農(nóng)林牧漁,、城市治理等行業(yè),融入電力,、金融,、通信等國家核心基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。
28nm工藝的北斗芯片已經(jīng)量產(chǎn),,22nm工藝芯片即將量產(chǎn),。
大部分智能手機均支持北斗功能,支持北斗地基增強高精度應(yīng)用的手機已經(jīng)上市,,同時構(gòu)建起了集芯片,、模塊、板卡,、終端,、運營服務(wù)為一體的完整產(chǎn)業(yè)鏈,。
10年來,我國衛(wèi)星導(dǎo)航與位置服務(wù)產(chǎn)業(yè)總體產(chǎn)值年均增長20%以上,,2019年達到3450億元,,2020年有望超4000億元。
對外方面,,北斗已是聯(lián)合國認可的四大全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)之一,,與美國GPS、俄羅斯格洛納斯,、歐盟伽利略的兼容,、互操作、系統(tǒng)間合作持續(xù)深化,。
北斗已相繼進入民航,、海事、搜救衛(wèi)星,、移動通信等多個國際組織,,多個支持北斗系統(tǒng)的國際標準已發(fā)布。
目前,,北斗相關(guān)產(chǎn)品已出口120余個國家和地區(qū),,向億級以上用戶提供服務(wù),基于北斗的國土測繪,、精準農(nóng)業(yè),、數(shù)字施工、智慧港口等已在東盟,、南亞,、東歐、西亞,、非洲成功應(yīng)用。
四,、打造綜合定位導(dǎo)航授時體系
根據(jù)規(guī)劃,,2035年前,我國將建成更加泛在,、更加融合,、更加智能的國家綜合定位導(dǎo)航授時體系,為未來智能化,、無人化發(fā)展提供核心支撐,,持續(xù)推進系統(tǒng)升級換代,融合新一代通信,、低軌增強等新興技術(shù),,大力發(fā)展量子導(dǎo)航,、全源導(dǎo)航、微PNT等新質(zhì)能力,,構(gòu)建覆蓋天空地海,、基準統(tǒng)一、高精度,、高智能,、高安全、高效益的時空信息服務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施,。
五,、下一代北斗衛(wèi)星已經(jīng)開建
今天的北斗三號全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建成開通新聞發(fā)布會上,中國衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)管理辦公室主任,、北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)新聞發(fā)言人冉承其表示,,北斗三號全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的正式開通,標志著北斗“三步走”發(fā)展戰(zhàn)略圓滿完成,。北斗三號建成以后,,已經(jīng)著手下一代北斗建設(shè)發(fā)展。
冉承其稱:“我們要在2035年前建設(shè)一個更智能,、更泛在,、更融合的系統(tǒng)。簡單來講,,從室內(nèi)到室外,、深海到深空的立體服務(wù)覆蓋的更強、更安全,、更可靠的系統(tǒng),。我們正在推動這個工程的論證和后續(xù)的起步建設(shè),它一定是北斗三號后續(xù)新的亮點工程,?!?/p>