服务全球、百项突破、快速组网——北斗三号系统三大看点

服务全球、百项突破、快速组网——北斗三号系统三大看点

　　图表：北斗三号基本系统建成开始提供全球服务 新华社发 边纪红制图

　　新华社北京12月27日电 题：服务全球、百项突破、快速组网——北斗三号系统三大看点

　　新华社记者张泉、李国利

　　中国卫星导航系统管理办公室主任、北斗卫星导航系统新闻发言人冉承其27日在国新办发布会上宣布，北斗三号基本系统已完成建设，于当日开始提供全球服务，标志着北斗系统服务范围由区域扩展为全球，北斗系统正式迈入全球时代。

　　自上世纪90年代开始，北斗系统启动研制，按“三步走”发展战略，先有源后无源，先区域后全球，走出了一条中国特色的卫星导航系统建设道路。

　　区域到全球北斗服务区域实现历史性跨越

　　北斗系统是中国自主建设、独立运行，与世界其他卫星导航系统兼容共用的全球卫星导航系统，可在全球范围，全天候、全天时，为各类用户提供高精度、高可靠的定位、导航、授时服务。

　　“提供全球服务，是北斗建设的一大步，也是北斗发展的新起点。”冉承其说，今后，无论你走到哪里，北斗将始终伴你左右，无处不在、无时不有。

　　据介绍，北斗三号系统向全球提供10米的定位精度，在国际上处于先进水平。在亚太地区，定位精度则可达到5米。

    目前，北斗系统在智慧城市、减灾救灾、农林渔业、气象环境、精准机控等领域均取得了较好应用，产生了显著的经济和社会效益，同时走出国门惠及世界。

    北斗前装车辆超过200万辆，国内销售的智能手机大部分支持北斗；从业单位达14000家、人员超过50万人，形成珠三角、京津冀、长三角、鄂豫湘、川陕渝五大产业区；北斗已加入民航、海事、移动通信等国际组织，国际搜救卫星组织将北斗纳入全球卫星搜救系统计划……

    冉承其表示，到2020年，将继续发射11颗北斗三号和1颗北斗二号卫星，完成全面建设，进一步提升系统服务性能；2035年还将建成以北斗为核心，更加泛在、更加融合、更加智能的综合定位导航授时（PNT）体系。北斗将以更强的功能、更优的性能，服务全球，造福人类。

    百余项技术突破 自主创新助力性能提升

    “北斗三号系统在信号质量、精度以及稳定性方面，会给大家带来全新的感受。”北斗三号系统卫星总设计师林宝军说。冉承其介绍，相较于北斗二号系统，北斗三号系统有四方面的性能提升：更高的精度、更强的原子钟、更新的技术、更优的信号。

    性能的提升源自技术的突破。据介绍，北斗三号研制过程中，攻克了100多项关键技术。“从实施北斗系统的那一天开始，我们就坚持依靠中国自己的科技人员，来解决核心技术产品。”冉承其说。

    原子钟是导航卫星的“心脏”，是决定整个导航精度的一个核心技术。北斗三号系统突破了新型氢原子钟以及原子钟的无缝切换技术，使导航系统的时频精度提高了一个量级。同时，原子钟可以连续无缝、不间断地工作，使北斗系统运行更稳定。

    北斗三号在全球首创突破了Ka频段星间链路技术，使所有北斗卫星连成一个大网，每颗星之间可以“通话”，可以测距，一星通、星星通，使卫星定位精度大幅度提高。另外，各个卫星的星载原子钟之间可以同步走，提高了整个导航系统时间同步的精度。

    此外，北斗三号设计了全新的信号体制，在高精度的信号生成、信号播发以及设备稳定度等方面也获得了突破。

    1年10箭19星 创卫星导航系统建设新纪录

    除提供全球服务和多项技术突破，北斗三号系统卫星密集发射、快速组网同样引人注目。2018年，北斗三号系统一年内完成10箭19星发射，创下世界卫星导航系统和我国同一型号航天发射的新纪录。

    北斗三号卫星系统总设计师谢军介绍，围绕着北斗系统的建设目标，在任务初期就进行了全面、科学的策划，把所进行的工作项目进行了分解，对用户需求、任务要求也进行了详细分解，同时做了全面的风险控制等分析工作。

    “我们通过计划流程和技术流程的优化，整个研制周期相对于以往的卫星缩短了近1/3。同时，还采用一些先进的科学方法，比如发射场的远程测试，可以大大地减少发射场的工作人员数量，缩短发射场的测试时间。”谢军说。

    快速组网的实现，同样离不开甘于奉献的团队。“比如我们有一个卫星的老总，为了今年的发射，带领他的团队一年200多天都在发射基地，从来没有出过西昌一步，只在上个月完成最后一次卫星发射后才返回北京。”冉承其说。

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    北斗系统绝大多数卫星有效载荷都是“西安造”

    12月27日下午，中国卫星导航系统管理办公室在国新办新闻发布会上宣布，北斗三号基本系统建成，提供全球服务，这标志着北斗系统正式从区域走向全球。发布会上，中国卫星导航系统管理办公室主任、北斗卫星导航系统新闻发言人冉承其等介绍了相关情况。

    北斗在亚太定位精度为水平5米高程5米

    会上发布了新的北斗系统公开服务性能规范2.0版。北斗系统服务区为全球；定位精度为水平10米、高程10米（95%置信度）；测速精度为0.2米每秒（95%置信度）；授时精度为20纳秒（95%置信度）；系统服务可用性为优于95%。其中，北斗系统在亚太地区的定位精度为水平5米、高程5米（95%置信度）。包括“一带一路”国家和地区在内的世界各地，均可享受到北斗系统服务。

    截至2018年12月，北斗系统在轨工作卫星33颗，包含15颗北斗二号卫星和18颗北斗三号卫星。2019年至2020年，我国还将发射11颗北斗三号卫星和1颗北斗二号卫星，在巩固亚太区域服务的同时，还将进一步提升全球服务性能。

    手机提供的位置信息70%都是北斗提供

    另据北斗卫星导航系统杨长风总设计师此前介绍，北斗卫星导航系统是中国正在实施的自主发展、独立运行的全球卫星导航系统，可在全球任何地点、任何时间、任何气候条件下，为用户提供高精度、高可靠的定位、测速、授时服务，并兼具特有的短报文通信能力。

    北斗在行业区域应用方面显现规模化效益。北斗已在公安、交通、渔业、电力、林业、减灾等行业得到广泛应用，正服务于智慧城市建设和社会治理。超过500万辆营运车辆上线，建成全球最大的GNSS车联网平台，据统计，2017年道路运输重大事故率和人员伤亡率均下降近50%以上。公安出警时间缩短近20%，突发重大灾情上报时间缩短至1小时内，应急救援响应效率提升2倍。全国4万余艘渔船安装北斗，累计救助渔民超过1万人，已成为渔民的海上保护神。基于北斗的高精度服务，已用于精细农业、危房监测、无人驾驶等领域。

    杨长风介绍，北斗的大众应用触手可及。北斗由“高大上”转为“接地气”，日益走近百姓生活。

    “手机提供的位置信息，70%都是北斗提供的。”世界主流手机芯片大都支持北斗，国内销售的智能手机，北斗已成为标配。支持北斗的手表、手环、学生卡，更加方便和保护人们的日常生活。以北京为例，33500辆出租车、21000辆公交车安装北斗，实现北斗定位全覆盖；1500辆物流货车及19000名配送员，使用北斗终端和手环接入物流云平台，实现实时调度。

    北斗三号对标世界一流，增加星间链路、全球搜索救援等新功能，播发性能更优的导航信号。星载原子钟天稳定度达E-15量级，定位精度2.5至5米，较北斗二号提升1至2倍。在系统建设方面，北斗系统数十颗北斗卫星分别在地球静止轨道卫星、中圆地球轨道卫星、倾斜地球轨道卫星三种轨道运行，这种混合星座设计为我国首创。

    在应用与产业化方面，已形成北斗完整产业链。2020年底，我国将建成世界一流的北斗三号系统，提供全球服务。2035年，将建成以北斗系统为核心的综合定位、导航、授时体系。届时，北斗将以崭新姿态、更强能力、更好服务，造福人类，服务全球。

    绝大多数卫星有效载荷都是“西安造”

    北斗导航卫星的有效载荷是打造中国时空基准的核心，位于西安航天产业基地的航天科技集团公司五院西安分院，是我国北斗导航卫星有效载荷总体设计与产品研制的主力军。

    二十多年来，西安分院坚持自主创新，承担完成了北斗一号4颗卫星、北斗二号18颗卫星全部有效载荷研制任务。北斗三号全球卫星导航系统共计35颗卫星（5颗试验星和30颗正样卫星），西安分院迄今承担了其中23颗卫星有效载荷研制任务。

    1994年，国家正式批准北斗一号双星定位系统立项，中国开始第一代卫星导航系统的研制建设。航天504所（西安分院前身）承担了卫星有效载荷系统和跟踪子系统的技术攻关和产品研制工作。

    2004年9月，北斗二号导航系统立项。西安分院的北斗研制团队历经8年奋斗，终于实现了高稳星载原子钟技术、星载精密测距技术、连续稳定的导航信号生成技术等为代表的多项关键技术突破。

    2012年，西安分院启动北斗三号研制工作。据西安分院北斗三号卫星副总师张立新介绍：“西安分院研制队伍开展技术攻关，持续提升RDSS载荷能力，实现RDSS服务从区域走向全球，实现报文通信能力提升一个数量级，用户容量提升一个数量级，用户发射功率需求降低一个数量级，用户体验大幅提升。持续提升星载原子钟性能，最终实现长寿命、高精度、小型化、全国产，体积重量缩小近一倍，精度提升一个半数量级，达到六百万年相差一秒的精度水平。全球首创混合体制星间链路，10年怀胎孕育出30多颗星、几万公里高精度网络化测量型星间链路，有力地确保了我国按计划建成高精度全球卫星导航系统。”

    其中，铷钟作为导航卫星的频率基准，直接决定着导航卫星定位、测距、授时的准确性，是整个导航卫星的心脏，更是打造中国时空基准的核心之一。西安分院是北斗导航卫星铷钟的诞生地、技术成熟地。在铷钟的研制历程中，西安分院以强有力的技术为支撑，为北斗导航卫星装上了强劲的“中国心”。

    2007年4月14日，北斗二号卫星飞行试验星成功发射。卫星搭载了由西安分院抓总，北京大学、510所联合研制的两台铷钟，并作为主钟使用，且在轨表现良好。

    2012年，在北斗二号一期发射的最后3颗卫星中，改变了以往的国产化铷钟为主钟、进口铷钟为备份的搭配模式，国产化铷钟完全取代了进口铷钟，导航卫星全部装上了国产化铷钟。

    2017年11月15日，北斗三号首发双星成功发射，西安分院为北斗三号卫星抓总研制的铷钟，在稳定度指标方面，较北斗二号区域导航系统提高了10倍，达到世界先进水平。

    铷钟的技术进步，直接推动了我国新建设的全球导航系统定位精度由之前区域系统的10米跨越到后续全球系统米级分辨率，测速和授时精度同步提高一个量级，为建立中国时空基准、推动北斗导航系统更广泛的社会应用打下了坚实基础。

    2018年，我国成功发射了17颗北斗三号卫星，其中的9颗有效载荷由西安分院提供，而且装上了西安分院研制的17台铷钟。至此，该院为北斗二号、北斗三号导航系统累计提供国产化星载铷钟69台，有力地支撑了北斗系统工程的建设与发展。 （华商报记者 马虎振 通讯员 张平 张昊）

 

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