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第四百二十九篇龐多拉“天毀計劃”三十九


地面段包括主控站、時間同步/注入站和監測站等若幹地面站,以及星間鏈路運行管理設施。

用戶段包括北鬥及兼容其他衛星導航系統的芯片、模塊、天線等基礎産品,以及終端設備、應用系統與應用服務等。

藍色星球C國高度重視北鬥系統建設發展,自20世紀80年代開始探索适合國情的衛星導航系統發展道路,形成了“三步走”發展戰略:第一步,建設北鬥一号系統。1994年,啓動北鬥一号系統工程建設;2000年,發射2顆地球靜止軌道衛星,建成系統并投入使用,采用有源定位體制,爲中國用戶提供定位、授時、廣域差分和短報文通信服務;2003年,發射第3顆地球靜止軌道衛星,進一步增強系統性能。

第二步,建設北鬥二号系統。2004年,啓動北鬥二号系統工程建設;2012年年底,完成14顆衛星(5顆地球靜止軌道衛星、5顆傾斜地球同步軌道衛星和4顆中圓地球軌道衛星)發射組網。北鬥二号系統在兼容北鬥一号系統技術體制基礎上,增加無源定位體制,爲亞太地區用戶提供定位、測速、授時和短報文通信服務。

第三步,建設北鬥三号系統。2009年,啓動北鬥三号系統建設;2018年年底,完成19顆衛星發射組網,完成基本系統建設,向全球提供服務;計劃2020年年底前,完成30顆衛星發射組網,全面建成北鬥三号系統。北鬥三号系統繼承北鬥有源服務和無源服務兩種技術體制,能夠爲全球用戶提供基本導航(定位、測速、授時)、全球短報文通信、國際搜救服務,中國及周邊地區用戶還可享有區域短報文通信、星基增強、精密單點定位等服務。

北鬥系統的建設實踐,實現了在區域快速形成服務能力、逐步擴展爲全球服務的發展路徑,豐富了世界衛星導航事業的發展模式。

北鬥系統具有以下特點:一是北鬥系統空間段采用三種軌道衛星組成的混合星座,與其他衛星導航系統相比高軌衛星更多,抗遮擋能力強,尤其低緯度地區性能特點更爲明顯。二是北鬥系統提供多個頻點的導航信号,能夠通過多頻信号組合使用等方式提高服務精度。三是北鬥系統創新融合了導航與通信能力,具有實時導航、快速定位、精确授時、位置報告和短報文通信服務五大功能。

截至2018年年底,北鬥三号基本系統建成并提供全球服務,包括“一帶一路”國家和地區在内的世界各地均可享受到北鬥系統服務。

工程建設方面:(1)空間段實現全球組網。當前,北鬥一号系統已退役;北鬥二号系統15顆衛星連續穩定運行;北鬥三号系統正式組網前,發射了5顆北鬥三号試驗衛星,開展在軌試驗驗證,研制了更高性能的星載铷原子鍾(天穩定度達到10-14量級)和氫原子鍾(天穩定度達到10-15量級),進一步提高了衛星性能與壽命;成功發射了19顆組網衛星(其中,18顆中圓地球軌道衛星已提供服務,1顆地球靜止軌道衛星處于在軌測試狀态),構建了穩定可靠的星間鏈路,基本系統星座部署圓滿完成。(2)地面段實施了升級改造。北鬥三号系統建立了高精度時間和空間基準,增加了星間鏈路運行管理設施,實現了基于星地和星間鏈路聯合觀測的衛星軌道和鍾差測定業務處理,具備定位、測速、授時等全球基本導航服務能力;同時,開展了短報文通信、星基增強、國際搜救、精密單點定位等服務的地面設施建設。

系統運行方面:(1)健全穩定運行責任體系。完善北鬥系統空間段、地面段、用戶段多方聯動的常态化機制,完善衛星自主健康管理和故障處置能力,不斷提高大型星座系統的運行管理保障能力,推動系統穩定運行工作向智能化發展。

(2)實現系統服務平穩接續。北鬥三号系統向前兼容北鬥二号系統,能夠向用戶提供連續、穩定、可靠服務。

(3)創新風險防控管理措施。采用衛星在軌、地面備份策略,避免和降低衛星突發在軌故障對系統服務性能的影響;采用地面設施的冗餘設計,着力消除薄弱環節,增強系統可靠性。

(4)保持高精度時空基準,推動與其他衛星導航系統時間坐标框架的互操作。北鬥系統時間基準(北鬥時),溯源于協調世界時,采用國際單位制(SI)秒爲基本單位連續累計,不閏秒,起始曆元爲2006年1月1日協調世界時(UTC)00時00分00秒。北鬥時通過中國科學院國家授時中心保持的UTTSC)與國際UTC建立聯系,與UTC的偏差保持在50納秒以内(模1秒),北鬥時與UTC之間的跳秒信息在導航電文中發播。北鬥系統采用北鬥坐标系(BDCS),坐标系定義符合國際地球自轉服務組織(IERS)規範,采用2000中國大地坐标系(CGCS2000)的參考橢球參數,對準于最新的國際地球參考框架(ITRF),每年更新一次。

(5)建設全球連續監測評估系統。統籌國内外資源,建成監測評估站網和各類中心,實時監測評估包括北鬥系統在内的各大衛星導航系統星座狀态、信号精度、信号質量和系統服務性能等,向用戶提供原始數據、基礎産品和監測評估信息服務,爲用戶應用提供參考。

截至2018年12月,北鬥系統可提供全球服務,在軌工作衛星共33顆,包含15顆北鬥二号衛星和18顆北鬥三号衛星,具體爲5顆地球靜止軌道衛星、7顆傾斜地球同步軌道衛星和21顆中圓地球軌道衛星。

未來,北鬥系統将持續提升服務性能,擴展服務功能,增強連續穩定運行能力。2020年年底前,北鬥二号系統還将發射1顆地球靜止軌道備份衛星,北鬥三号系統還将發射6顆中圓地球軌道衛星、3顆傾斜地球同步軌道衛星和2顆地球靜止軌道衛星,進一步提升全球基本導航和區域短報文通信服務能力,并實現全球短報文通信、星基增強、國際搜救、精密單點定位等服務能力。

基本導航服務。爲全球用戶提供服務,空間信号精度将優于0.5米;全球定位精度将優于10米,測速精度優于0.2米/秒,授時精度優于20納秒;亞太地區定位精度将優于5米,測速精度優于0.1米/秒,授時精度優于10納秒,整體性能大幅提升。

短報文通信服務。中國及周邊地區短報文通信服務,服務容量提高10倍,用戶機發射功率降低到原來的1/10,單次通信能力1000漢字(14000比特);全球短報文通信服務,單次通信能力40漢字(560比特)。

星基增強服務。按照國際民航組織标準,服務中國及周邊地區用戶,支持單頻及雙頻多星座兩種增強服務模式,滿足國際民航組織相關性能要求。

國際搜救服務。按照國際海事組織及國際搜索和救援衛星系統标準,服務全球用戶。與其他衛星導航系統共同組成全球中軌搜救系統,同時提供返向鏈路,極大提升搜救效率和能力。

精密單點定位服務。服務中國及周邊地區用戶,具備動态分米級、靜态厘米級的精密定位服務能力。

藍色星球C國積極培育北鬥系統的應用開發,打造由基礎産品、應用終端、應用系統和運營服務構成的産業鏈,持續加強北鬥産業保障、推進和創新體系建設,不斷改善産業環境,擴大應用規模,實現融合發展,提升衛星導航産業的經濟和社會效益。

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