各司其職各得其宜 北斗三號衛(wèi)星家族新特點(diǎn)

愛星 吉星 萌星

北斗三號衛(wèi)星家族新特點(diǎn)

6月23日上午，北斗三號最后一顆全球組網(wǎng)衛(wèi)星從西昌衛(wèi)星發(fā)射中心直沖九霄，我國提前半年完成北斗三號全球星座部署。

北斗三號全球組網(wǎng)衛(wèi)星共30顆，其中有24顆是中圓地球軌道，3顆地球靜止軌道，3顆傾斜地球同步軌道衛(wèi)星，被親昵地稱之為“萌星”“吉星”“愛星”。

各司其職

拱衛(wèi)北斗全球覆蓋

“萌星”，英文縮寫MEO衛(wèi)星，星如其名，小巧靈活。24顆“萌星”運(yùn)行在高度約2萬千米的軌道，7天能繞地球跑13圈，像極了不知疲倦的小萌娃。

“吉星”，英文縮寫GEO衛(wèi)星，共有3顆，分別定點(diǎn)在東經(jīng)80°、110.5°和140°。“吉星”運(yùn)行在約3.6萬千米的地球靜止軌道上，是北斗家族中不喜動的“大個子”。

同“吉星”軌道高度相同的還有“愛星”，英文縮寫IGSO衛(wèi)星，數(shù)量也是3顆，但“愛星”愛跳舞，星下點(diǎn)軌跡總劃著浪漫的“8”字步。

性格迥異的3種衛(wèi)星也承擔(dān)著不同的任務(wù)。

“萌星”是北斗全球組網(wǎng)的主力隊員，不辭辛勞地繞著地球滿場跑著，讓自己的星下點(diǎn)軌跡不停地畫著波浪線，以便覆蓋到全球更廣闊的區(qū)域。

“吉星”則始終隨著地球自轉(zhuǎn)而動，時時刻刻“高照”祖國，在導(dǎo)航、通信、電力、金融、測繪交通等領(lǐng)域，為祖國發(fā)展建設(shè)默默奉獻(xiàn)。

“愛星”單星覆蓋區(qū)域較大，3顆衛(wèi)星可覆蓋亞太大部分地區(qū)。“愛星”作為高軌道衛(wèi)星，信號抗遮擋能力強(qiáng)，尤其在低緯度地區(qū)，其性能特點(diǎn)更為明顯。

雖然“萌星”“吉星”“愛星”都極富個性，但它們從不獨(dú)來獨(dú)往，而是通過星間鏈路技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了星間數(shù)據(jù)傳輸和精密測量，從而大幅提高衛(wèi)星測定軌精度，提升電文注入頻度，并減少對海外地面布站的依賴，有效降低系統(tǒng)的運(yùn)行管理成本。

中國北斗獨(dú)創(chuàng)的“三種軌道”“三種衛(wèi)星”的混合星座工程建設(shè)，在國際上亦屬首次。

各得其宜

伴隨北斗蛻變成長

翻開北斗導(dǎo)航衛(wèi)星發(fā)射列表，新世紀(jì)前11年發(fā)射的15顆北斗衛(wèi)星中，1顆孤零零的“萌星”，夾在其他“吉星”和“愛星”間。

2009年，北斗三號工程啟動，按照最簡系統(tǒng)、基本系統(tǒng)、全球系統(tǒng)三步實(shí)施組網(wǎng)。這一次，“萌星”迎來高光時刻。

2017年11月5日，北斗三號衛(wèi)星首次發(fā)射，“一箭雙星”送2顆“萌星”入軌。此后3次發(fā)射，相同方式再送6顆“萌星”升空。北斗最簡系統(tǒng)正是由這8顆“萌星”組成。

2018年底建成的北斗三號導(dǎo)航衛(wèi)星基本系統(tǒng)中，1顆“吉星”夾在了18顆“萌星”間。1年后，由24顆“萌星”組成的北斗三號全球系統(tǒng)核心星座部署完成。

從配角到主角，“萌星”大顯神威的背后，不只是航天事業(yè)的發(fā)展，更是中國的巨變。

眾所周知，“中國-亞太-全球”是北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的三步走路線。在前兩步中，北斗需要鎖定中國和亞太地區(qū)提供服務(wù)，“吉星”和“愛星”顯然更有優(yōu)勢，而“萌星”則不太經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，況且當(dāng)時星上的很多關(guān)鍵技術(shù)尚未突破。

北斗一號衛(wèi)星總設(shè)計師范本堯說：“系統(tǒng)一下建那么大(全球組網(wǎng))，需要大量的時間和資金。當(dāng)時剛剛改革開放，用戶集中在國內(nèi)及周邊。因此‘先區(qū)域、后全球’的技術(shù)途徑很正確，符合中國國情，具有中國特色。”

在北斗二號系統(tǒng)的建設(shè)中，通過發(fā)射4顆“萌星”并在軌運(yùn)行，逐步攻克了一系列瓶頸問題。當(dāng)北斗開啟全球組網(wǎng)后，“萌星”得以躍升主力。

“吉星”和“愛星”也沒有退出歷史舞臺，反而將承擔(dān)配合“萌星”、顯著增強(qiáng)北斗三號整體技術(shù)指標(biāo)的職責(zé)，為未來的北斗之路進(jìn)行拓展和驗(yàn)證。

各顯神通

大國重器名不虛傳

3種衛(wèi)星里，誰是滿懷絕技的“掃地僧”？

北斗三號衛(wèi)星首席總設(shè)計師謝軍的答案，正是6月23日剛剛發(fā)射的“吉星”。“GEO衛(wèi)星是北斗三號系統(tǒng)中功能最強(qiáng)、信號最多、承載最大、壽命最長的衛(wèi)星”。

無線電導(dǎo)航、無線電測定、短報文通信、星基增強(qiáng)、精密單點(diǎn)定位……“吉星”升空入軌后，大大提升了北斗的應(yīng)用場景。

“吉星”具備衛(wèi)星精密單點(diǎn)定位功能，可實(shí)現(xiàn)動態(tài)分米級、事后厘米級的定位服務(wù)，服務(wù)于汽車自動駕駛、船舶精準(zhǔn)停泊等。

對導(dǎo)航信號完好性要求嚴(yán)苛的民航駕駛中，“吉星”的星基增強(qiáng)功能，可以通過兩個頻點(diǎn)播發(fā)符合國際民航組織標(biāo)準(zhǔn)的星基增強(qiáng)信號，從而精確護(hù)航飛機(jī)起降。

不僅導(dǎo)航信號兼容增強(qiáng)，“吉星”在短報文通信功能上更有了新突破，通信能力提升10倍。同時，“吉星”的接收信號能力也大幅增強(qiáng)，用戶終端實(shí)現(xiàn)了小型化，發(fā)射功率可降低10倍，大大提高了用戶體驗(yàn)。

除“吉星”外，“萌星”靈活小巧、覆蓋全球，“愛星”位居高軌道、單顆覆蓋面廣，都從不同方面增強(qiáng)了北斗三號的功能性能及整體技術(shù)指標(biāo)。

(本報記者李國利、劉藝)