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多项新技术助新北斗迈向全球覆盖

发布时间:2019-03-02 16:33:39

多项新技术助“新北斗”迈向全球覆盖

作者:付毅飞 来源:中国科技-科技

精度更高 自主能力更强 体形更轻巧

多项新技术助新北斗迈向全球覆盖

本报 付毅飞

3月31日凌晨,我国第17颗北斗导航卫星在长征三号丙运载火箭、远征一号上面级的接力护送下,准确进入距地面3.6万公里的倾斜地球同步轨道,标志着我国北斗卫星导航系统建设迈出了区域运行到全球覆盖的第一步。

这是我国首颗新一代北斗导航卫星,由中国科学院、上海市政府合作共建的上海微小卫星工程中心研制。卫星副总设计师沈学民向科技介绍,该星采用全新导航卫星专用平台,集多项新技术于一身,将开展新型导航信号体制、星间链路等试验验证工作,为北斗卫星导航系统全球组建设提供依据。

新一代北斗导航卫星具有更高的定位、授时精度,更强的自主能力,其体态也更加轻盈小巧。

新型信号体制带来更高精度

导航卫星的主要工作是把空间位置信号和时间基准信号发到地面供用户使用。沈学民说,这两种信号都是通过无线电传输,不同体制的无线电信号,能够对时间和位置的精度产生影响。

他介绍,美国的GPS、俄罗斯的格洛纳斯、欧洲的伽利略导航系统信号体制各不相同,并都在不断改进。随着北斗导航系统的发展,其信号体制也在不断改进完善。

在未来一段时期,新老北斗导航卫星将在太空中共同运行。沈学民说,针对这一过渡时期,研究人员在对信号体制进行更新的同时,重点考虑了不同版本的兼容性。新的信号体制既能兼容过去的版本,又能带来更高的性能。

随着新信号体制、星间链路等技术的应用,北斗导航卫星的定位精度将进一步提升;凭借高性能铷钟等技术,其时间精度也将达到更高水平。他说。

中国卫星导航系统管理办公室主任冉承其曾表示,新一代北斗导航卫星的定位精度将由此前的10米提升至2.5米左右。

星间链路助北斗实现自主

前期的导航卫星之间没有导航通信链路,从这颗卫星开始,北斗导航卫星都将具备星间链路。北斗卫星导航系统总设计师杨长风介绍说,通过星间链路,将实现北斗卫星全球系统自主导航。

通过星间链路可以将多颗卫星互联在一起,实现卫星之间的信息传输和交换。

沈学民表示,目前各导航系统均依赖于地面站支持,如果在自然灾害、战争等情况下地面站被损毁,导航系统就会瘫痪。未来的北斗导航卫星将通过星间链路实现组,可在一定程度上摆脱对地面的依赖。在失去地面支持的极端条件下,导航卫星能生存相当一段时间,用互相测距的方法进行定位;在常规状态下,星间链路还有助于提高定位精度,使北斗系统的精度达到与GPS相当的水平。

星间链路是未来导航卫星发展中的重点研究领域。沈学民说,我国在该领域的研究并不晚于发达国家。此次发射的北斗导航卫星,相比GPS甚至略为超前。他表示,当前我国将用新频段、新方法开展星间链路试验,从地面进行验证,随着后续北斗导航卫星的发射,还将验证其互联、组等。

全新平台架构让北斗减重一半

此次发射的北斗导航卫星首次采用中科院研发的导航卫星专用平台。沈学民说。

他表示,未来我国北斗导航卫星的发射将采取一箭双星甚至一箭多星方式,这对卫星的小型化、轻量化均提出了要求。为此新一代北斗导航卫星更换了全新平台,采用了框架面板式轻量化构型设计。过去的北斗导航卫星重约1.6吨,而这颗卫星的重量只有其一半左右。他说。

同时,该卫星还首次使用了多项技术

沈学民说,在过去卫星上,

多项新技术助新北斗迈向全球覆盖

能源、姿控、测控等系统分别由不同计算机管理。此次发射的卫星使用了高功能密度综合电子体系架构,可用一台计算机实现对所有电子系统的集中控制管理,不仅让卫星更轻更小,可靠性也得到了提升。该卫星还使用了长寿命的星敏感器,实现了与以往不同的定姿方式。

此外他介绍,该卫星大量采用国产化部件,尤其是铷钟、大功率微波放大器、CPU等关键部件均为国产,整星国产化率达到95%。后续星的国产化率将达100%。他说。(科技北京4月2日电)

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