北斗“三步走”:为世界导航提供“中国方案”

来源:文汇报 时间:2019-12-20
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12月16日下午3点22分,大凉山,菠萝沟。

长征三号乙火箭喷出巨大的火舌,北斗三号面向全球导航服务的最后一组中圆轨道卫星——第52、53颗北斗导航卫星携手奔赴天域,落子于北斗“大棋盘”的中圆地球轨道。至此,北斗三号在该轨道上规划的24颗卫星已全部到位,标志着全球系统核心星座部署完成,将全面开启“全球时代”。

两年18次发射任务,平均每月1.2颗卫星上天,北斗三号刷新了全球卫星导航系统组网速度的世界纪录。随着北斗特色优势服务越来越受到外国专家的认可和多国用户的欢迎,世界一流的北斗导航系统将为世界导航发展提供“中国方案”。

两年发射18次30颗卫星

北斗组网彰显“中国速度”

“别的国家根本无法想象,我国仅用两年就完成了北斗全球系统核心星座部署。”看到北斗三号最后一组双星成功进入预定轨道,中国北斗卫星导航系统总设计师杨长风眼角有些湿润。自2017年11月首次发射北斗三号组网卫星以来,北斗系统两年时间实现18次30颗卫星发射的连战连捷,创造了中国航天发射历史上高密度、高成功率的新纪录。

所谓核心星座,也就是中圆轨道卫星(MEO卫星,昵称“萌星”),它们不辞辛劳地绕着地球满场飞,以求覆盖到全球更广阔的区域,是全球组网中当之无愧的主力。据北斗三号卫星总设计师王平介绍,“萌星”的轨道高度大约在两万公里左右,轨道周期约为12个小时,和地球自转周期不同步。为了尽快完成组网,火箭需要一次性将尽可能多的卫星带入这么高的轨道,难度可想而知。

为了让火箭尽快入轨,我国提出了“一箭双星”的发射方式,并且创造性地研发了“太空摆渡车”,推动卫星精准 “入轨”。王平表示,北斗全球系统核心星座组网完成之后,精度相比过去提高两倍,且其独特的短报文等功能将为抗震救灾、国际搜救等提供优质服务。

从3个月到20天

一体化管理确保高密度发射

承担北斗高密度发射任务的是西昌卫星发射中心。该中心工程师杨晓波回忆说,2000年前后,一年的发射任务只有两到三发,而近年来每年发射任务都超过10发,去年更是创下了一年17发的纪录。

高密度必须和高成功率结合才算成功。如何在超高密度发射的同时保持高可靠性,成了摆在西昌卫星发射中心面前的难题。2004年,杨晓波开始牵头建设西昌指控中心一体化管理体系,带领团队将国际标准吃透、掰碎,转化为一条条可操作的行动指南。

进机房打开电源的步骤是怎样的?发射前3小时应该做哪些准备?干燥天气对火箭有哪些隐患?……如此这般数千条琐碎的指导性文件构成了控制中心一体化管理体系。一个原本需要半年才能上手的新人,细读操作手册后,3个月就能成长成一位合格的员工。

任务的标准化、模块化,还让许多原本需要单线程推进的工作变成多线程进行。比如,杨晓波所在测控系统的多项检测工作齐头并进,硬生生“挤”出了一小时。整星研制周期缩减25%,发射场周期缩短27%……多方齐心协力下,整体火箭准备工作从原来3个月缩短为20天。

从服务区域到服务全球

“混合星座”凸显“中国智慧”

从跟随到并肩再到引领超越,中国用20多年时间建成了世界上第三个独立运行、自主可控的全球卫星导航系统。与单一轨道卫星的导航系统不同,中国北斗独树一帜,采用由三种轨道卫星组成的“混合星座”模式。

“这与北斗系统三步走发展战略有关。”杨长风说,根据中国当时的国情,先建设北斗一号系统为中国提供服务,再建设北斗二号系统为亚太地区提供服务,北斗三号系统则将为全球提供服务。北斗系统特有的混合星座设计,将为世界卫星导航事业发展提供“中国方案”。

目前,北斗高精度多系统兼容的卫星导航应用产品覆盖100多个国家与地区,包括所有“一带一路”沿线国家。杨长风表示,我国已启动了北斗系统接续发展的总体论证和关键技术攻关,计划于2035年前建成以北斗系统为核心的综合定位、导航、授时体系,为世界导航发展提供“中国方案”。

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