7月31日,北斗三號全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)正式開通,,標(biāo)志著北斗“三步走”發(fā)展戰(zhàn)略圓滿完成,,北斗邁進(jìn)全球服務(wù)新時(shí)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(jì)師,、北斗三號工程衛(wèi)星系統(tǒng)總設(shè)計(jì)師謝軍,北斗三號工程衛(wèi)星系統(tǒng)總設(shè)計(jì)師林寶軍,,北斗三號工程運(yùn)控系統(tǒng)總設(shè)計(jì)師陳金平出席本次新聞發(fā)布會,,從四個(gè)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(yàn)衛(wèi)星工程,、最簡系統(tǒng),、基本系統(tǒng)、完整系統(tǒng)五個(gè)階段,,提前半年完成全球星座部署,,開通全系統(tǒng)服務(wù),,實(shí)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(shí)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(xiàng)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(dá)到100%,。
另據(jù)央視網(wǎng)報(bào)道稱,北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的“最強(qiáng)中國芯”的心臟是國產(chǎn)自主研發(fā)的,,而這個(gè)銣原子鐘(決定著定位,、測速和授時(shí)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(jìn)口銣原子鐘不但性能不領(lǐng)先,而且交付時(shí)間太長,,嚴(yán)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(shí)間高密度發(fā)射了18箭30星,,建成40余個(gè)地面站,,快速形成星地一體化運(yùn)行能力。
二,、系統(tǒng)功能強(qiáng)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(shí),、全球短報(bào)文通信,、區(qū)域短報(bào)文通信、國際搜救,、星基增強(qiáng),、地基增強(qiáng)、精密單點(diǎn)定位共7類服務(wù),,是功能強(qiáng)大的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),。
性能指標(biāo)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(shí)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(shí)的情況,,圖中陰影部分是系統(tǒng)不能覆蓋的區(qū)域,,當(dāng)時(shí)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(shí),,全球典型區(qū)域上空北斗衛(wèi)星的星空圖,,紅色圓點(diǎn)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(qiáng)、精密單點(diǎn)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(qiáng)項(xiàng),短報(bào)文通信服務(wù)也進(jìn)行了升級拓展,,區(qū)域通信能力達(dá)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(gè)漢字)的全球通信能力,。
星基增強(qiáng)服務(wù)具備一類垂直引導(dǎo)進(jìn)近(APV-I)能力,填補(bǔ)我國星基增強(qiáng)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(rèn)特色能力,顯著增強(qiáng)遇險(xiǎn)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(shí)(B2b)、星基增強(qiáng)(BDSBAS-B1C),、地基增強(qiáng),、精密單點(diǎn)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(bào)文通信,、全球短報(bào)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(gè)重大攻關(guān)需要花十年時(shí)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(jìn)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(jìn)性,確實(shí)是難題,,也是工程初期困擾我們很長時(shí)間的一個(gè)命題,。通常設(shè)計(jì)一個(gè)系統(tǒng),都是按照短板理論來做,,一個(gè)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(jì),。通俗地來說,,只要滿足系統(tǒng)的需求和指標(biāo)就行了,不用過多考慮余量,,包括指標(biāo)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(dāng)下能夠?qū)崿F(xiàn)的指標(biāo),,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(jìn)硬件系統(tǒng)的先進(jìn)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,。”
△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(jì)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(jìn)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(dāng)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(yàn)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(jìn)行一次狀態(tài)確認(rèn),,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(xiàng)技術(shù)成為我們很重要的創(chuàng)新,把整個(gè)衛(wèi)星連成很大的網(wǎng),,國內(nèi)測站可以實(shí)現(xiàn)全部衛(wèi)星的測控,,實(shí)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(jī)一樣,,手機(jī)可以通過軟件升級來更新系統(tǒng),,我們可以下載一個(gè)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(dāng)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(jìn),。
出色的技術(shù)性能,長達(dá)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(yùn)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(jī)均支持北斗功能,支持北斗地基增強(qiáng)高精度應(yīng)用的手機(jī)已經(jīng)上市,,同時(shí)構(gòu)建起了集芯片,、模塊、板卡,、終端,、運(yùn)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(dá)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(rèn)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(jìn)入民航、海事,、搜救衛(wèi)星,、移動通信等多個(gè)國際組織,多個(gè)支持北斗系統(tǒng)的國際標(biāo)準(zhǔn)已發(fā)布,。
目前,,北斗相關(guān)產(chǎn)品已出口120余個(gè)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(zhǔn)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(shí)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(shí)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(jìn)系統(tǒng)升級換代,融合新一代通信,、低軌增強(qiáng)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(zhǔn)統(tǒng)一,、高精度,、高智能、高安全,、高效益的時(shí)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(biāo)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(gè)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(qiáng),、更安全,、更可靠的系統(tǒng)。我們正在推動這個(gè)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(diǎn)工程,。”