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刚刚发射的北斗,可向民航航班起降提供导航信号

2018-11-2 14:37:30

来源:中青在线 作者:邱晨辉

    11月1日23时57分,我国第41颗北斗导航卫星,即第17颗北斗三号卫星成功发射。该卫星是目前北斗导航家族中“功能最强”的导航卫星,作为北斗全球卫星导航系统地球同步轨道(GEO)首发星,这型卫星也因此获得了“吉星”(GEO轨道导航卫星的谐音)的昵称。

    记者从航天科技集团五院了解到,作为北斗三号卫星导航系统的高轨首发星,“吉星”除了具备传统导航卫星的功能外,还拥有多项绝技,具有广阔的应用前景,比如可向地面稳定地广播导航差分和完好性增强信号,可向民航航班起降提供导航信号,其用户终端可与当前11位手机号码互联等。

    

    梁珂岩 摄

    

    航天科技集团一院供图

    (1)坐着自动驾驶汽车开出“定位服务区”?

    “吉星”的第一项绝技,要从最近很热的自动驾驶说起。

    要想实现自动驾驶,车辆必须实时、精准地“知道”自己的位置,否则没人敢让它开进车水马龙的公路。使用普通的导航卫星进行定位时,会有几米甚至十几米的误差,远达不到上路行驶的要求,这就需要在地面建设基准参考站,进行“地基增强”以消除定位误差。

    不过,基准参考站不会跑,需要把自己的卫星定位信息和实际位置间的误差实时“广播”出去,周边的用户才能据此去粗取精,获得精密定位信息。

    可问题又来了,一座基站只能覆盖周围几十公里的地方。靠大量建设基站来实现精准定位,不仅耗资巨大,还无法实现热点地区的全覆盖。坐着自动驾驶汽车开出“定位服务区”?

    这时候,“吉星”的卫星精密单点定位业务优势就很明显了。

    北斗三号卫星副总设计师刘天雄介绍,在天上静止的“吉星”,可以像其他通信卫星那样,向地面稳定地广播导航差分和完好性增强信号。这样一来,只需以全国已有的北斗导航卫星地面站为参考,得出各地导航误差,再通过“吉星”播发精密单点定位信号告知用户,即可实现动态分米级、事后厘米级的定位服务,足够汽车自动驾驶、船舶精准停泊等场景使用,还省下了大规模建设基站的费用。

    (2)信号一旦出现问题,将在6秒安全时间内通知用户

    “吉星”的另一项绝技,是面向民航等用户的卫星导航服务星基增强(SBAS)。

    与自动驾驶、精准农业等应用场景不同,民航对导航信号“完好性”有严苛的要求。

    完好性,简单地说,就是给我的导航信号要靠谱,万一不靠谱也要尽早告诉我。航班在航路上飞行时,导航信号偶尔出现中断并无大碍;可如果在飞机起飞和降落过程中,导航信号消失或出现偏差误导飞行员起降操作,那可不得了。

    五院专家告诉记者,“吉星”会通过两个频点播发符合国际民航组织标准的星基增强信号,进一步提升卫星系统定位精度,同时增强导航信号的完好性。

    北斗三号卫星总体主任设计师潘宇倩介绍,万一导航信号出现问题,“吉星”也会在6秒的安全时间内通知用户,切换其它导航信号。

    此前,只有美国、欧洲等极少数国家具备向民航提供星基增强业务的能力。

    潘宇倩说,“吉星”面向民航等用户的星基增强业务,标志着我国在卫星导航领域又取得了新的重大突破,将为国内外民航用户提供花费更低、可用性更高的导航服务,带来巨大的经济和社会效益,提升了北斗导航系统的国际地位,体现着我国的大国担当。

    (3)这颗北斗用户终端可与当前11位手机号码互联

    北斗卫星导航系统的应用第一次为人们所广泛关注,是在汶川地震救援中。当时地面通信设施遭到严重破坏,救援部队利用北斗短报文通信发出了第一条来自灾区的信息,将灾情和受灾位置准确地报告给救灾抢险指挥部。

    中国北斗“既知道我在哪、又知道你在哪”的“导航、通信一体化”优势,为救灾抢出一线生机,也给各应用方留下了深刻印象。

    10年过去了,北斗短报文通信功能已广泛应用到交通、电力等各行业,特别是在保护我国渔民、维护国家海洋权益上,发挥着重要作用。

    如今,“吉星”不仅在导航信号上兼容北斗二号,为传统用户提供一如既往的导航服务,在短报文通信功能上也有了新突破,通信能力提升10倍,单次可发送1000多个中文字符,实现了从“短信”到“微信”的跨越,足以将突发情况的情节一次性说清楚。此外,“吉星”还可发送图片等信息,应用场景将更为丰富。

    潘宇倩介绍,“吉星”的接收信号能力也大幅增强,使用户终端的发射功率降低10倍,用户终端实现了小型化,并可以与当前11位手机号码互联,大大提高了用户体验。

    (4)“吉星”寿命创我国导航卫星新高

    要承载“最强北斗”的功能,强大的卫星平台必不可少。

    据介绍,“吉星”采用由航天科技集团五院研制的东方红三B(导航)卫星平台,是我国现役规模最大的卫星平台之一。而宽敞的载荷空间,又有一半留给各种通信载荷,这给整星的电磁兼容带来极大的挑战。

    刘天雄说,“吉星”团队团结协作,集智攻关,高水平地解决了电磁兼容难题,使“吉星”成为“通信、导航一体化”设计水平最高的卫星。

    同时,大平台还能装载更多燃料。地球同步轨道资源犹如国土资源,一点都不能少。充足的燃料可以保持卫星“稳坐”静止轨道,再加上一系列可靠性设计,使得卫星的寿命创我国导航卫星新高。

    北斗三号工程副总设计师、北斗三号卫星首席总设计师谢军感慨道,30年前,老一辈航天人利用地球同步轨道卫星成功开展“双星定位”试验,验证了属于中国的导航创想;18年前,北斗一号卫星陆续上天,正式开启中国特色“通信、导航一体化”实践。“如今,新一代北斗人将在‘建设航天强国’的号召下,继承前辈创造的北斗精神与北斗梦想,续写中国卫星导航事业的新辉煌。”谢军说。

    教育科学部编辑

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刚刚发射的北斗,可向民航航班起降提供导航信号

2018年11月2日 14:37 来源:中青在线

    11月1日23时57分,我国第41颗北斗导航卫星,即第17颗北斗三号卫星成功发射。该卫星是目前北斗导航家族中“功能最强”的导航卫星,作为北斗全球卫星导航系统地球同步轨道(GEO)首发星,这型卫星也因此获得了“吉星”(GEO轨道导航卫星的谐音)的昵称。

    记者从航天科技集团五院了解到,作为北斗三号卫星导航系统的高轨首发星,“吉星”除了具备传统导航卫星的功能外,还拥有多项绝技,具有广阔的应用前景,比如可向地面稳定地广播导航差分和完好性增强信号,可向民航航班起降提供导航信号,其用户终端可与当前11位手机号码互联等。

    

    梁珂岩 摄

    

    航天科技集团一院供图

    (1)坐着自动驾驶汽车开出“定位服务区”?

    “吉星”的第一项绝技,要从最近很热的自动驾驶说起。

    要想实现自动驾驶,车辆必须实时、精准地“知道”自己的位置,否则没人敢让它开进车水马龙的公路。使用普通的导航卫星进行定位时,会有几米甚至十几米的误差,远达不到上路行驶的要求,这就需要在地面建设基准参考站,进行“地基增强”以消除定位误差。

    不过,基准参考站不会跑,需要把自己的卫星定位信息和实际位置间的误差实时“广播”出去,周边的用户才能据此去粗取精,获得精密定位信息。

    可问题又来了,一座基站只能覆盖周围几十公里的地方。靠大量建设基站来实现精准定位,不仅耗资巨大,还无法实现热点地区的全覆盖。坐着自动驾驶汽车开出“定位服务区”?

    这时候,“吉星”的卫星精密单点定位业务优势就很明显了。

    北斗三号卫星副总设计师刘天雄介绍,在天上静止的“吉星”,可以像其他通信卫星那样,向地面稳定地广播导航差分和完好性增强信号。这样一来,只需以全国已有的北斗导航卫星地面站为参考,得出各地导航误差,再通过“吉星”播发精密单点定位信号告知用户,即可实现动态分米级、事后厘米级的定位服务,足够汽车自动驾驶、船舶精准停泊等场景使用,还省下了大规模建设基站的费用。

    (2)信号一旦出现问题,将在6秒安全时间内通知用户

    “吉星”的另一项绝技,是面向民航等用户的卫星导航服务星基增强(SBAS)。

    与自动驾驶、精准农业等应用场景不同,民航对导航信号“完好性”有严苛的要求。

    完好性,简单地说,就是给我的导航信号要靠谱,万一不靠谱也要尽早告诉我。航班在航路上飞行时,导航信号偶尔出现中断并无大碍;可如果在飞机起飞和降落过程中,导航信号消失或出现偏差误导飞行员起降操作,那可不得了。

    五院专家告诉记者,“吉星”会通过两个频点播发符合国际民航组织标准的星基增强信号,进一步提升卫星系统定位精度,同时增强导航信号的完好性。

    北斗三号卫星总体主任设计师潘宇倩介绍,万一导航信号出现问题,“吉星”也会在6秒的安全时间内通知用户,切换其它导航信号。

    此前,只有美国、欧洲等极少数国家具备向民航提供星基增强业务的能力。

    潘宇倩说,“吉星”面向民航等用户的星基增强业务,标志着我国在卫星导航领域又取得了新的重大突破,将为国内外民航用户提供花费更低、可用性更高的导航服务,带来巨大的经济和社会效益,提升了北斗导航系统的国际地位,体现着我国的大国担当。

    (3)这颗北斗用户终端可与当前11位手机号码互联

    北斗卫星导航系统的应用第一次为人们所广泛关注,是在汶川地震救援中。当时地面通信设施遭到严重破坏,救援部队利用北斗短报文通信发出了第一条来自灾区的信息,将灾情和受灾位置准确地报告给救灾抢险指挥部。

    中国北斗“既知道我在哪、又知道你在哪”的“导航、通信一体化”优势,为救灾抢出一线生机,也给各应用方留下了深刻印象。

    10年过去了,北斗短报文通信功能已广泛应用到交通、电力等各行业,特别是在保护我国渔民、维护国家海洋权益上,发挥着重要作用。

    如今,“吉星”不仅在导航信号上兼容北斗二号,为传统用户提供一如既往的导航服务,在短报文通信功能上也有了新突破,通信能力提升10倍,单次可发送1000多个中文字符,实现了从“短信”到“微信”的跨越,足以将突发情况的情节一次性说清楚。此外,“吉星”还可发送图片等信息,应用场景将更为丰富。

    潘宇倩介绍,“吉星”的接收信号能力也大幅增强,使用户终端的发射功率降低10倍,用户终端实现了小型化,并可以与当前11位手机号码互联,大大提高了用户体验。

    (4)“吉星”寿命创我国导航卫星新高

    要承载“最强北斗”的功能,强大的卫星平台必不可少。

    据介绍,“吉星”采用由航天科技集团五院研制的东方红三B(导航)卫星平台,是我国现役规模最大的卫星平台之一。而宽敞的载荷空间,又有一半留给各种通信载荷,这给整星的电磁兼容带来极大的挑战。

    刘天雄说,“吉星”团队团结协作,集智攻关,高水平地解决了电磁兼容难题,使“吉星”成为“通信、导航一体化”设计水平最高的卫星。

    同时,大平台还能装载更多燃料。地球同步轨道资源犹如国土资源,一点都不能少。充足的燃料可以保持卫星“稳坐”静止轨道,再加上一系列可靠性设计,使得卫星的寿命创我国导航卫星新高。

    北斗三号工程副总设计师、北斗三号卫星首席总设计师谢军感慨道,30年前,老一辈航天人利用地球同步轨道卫星成功开展“双星定位”试验,验证了属于中国的导航创想;18年前,北斗一号卫星陆续上天,正式开启中国特色“通信、导航一体化”实践。“如今,新一代北斗人将在‘建设航天强国’的号召下,继承前辈创造的北斗精神与北斗梦想,续写中国卫星导航事业的新辉煌。”谢军说。

    教育科学部编辑