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北斗三号完成组网,在中国境内定位水平将超越GPS

2020-06-23 阅读:
北斗三号完成组网,在中国境内定位水平将超越GPS
刚刚,北斗三号最后一颗全球组网卫星在西昌卫星发射中心点火升空。 这是我国发射的第55颗北斗导航卫星;如果算上北斗试验导航卫星,这颗星则是第59颗北斗卫星。 随着该星进入预定工作轨道,北斗三号全球卫星导航系统星座部署全面完成。

2020年6月23日09时43分,北斗三号最后一颗全球组网卫星在西昌卫星发射中心点火升空。 这是我国发射的第55颗北斗导航卫星;如果算上北斗试验导航卫星,这颗星则是第59颗北斗卫星。 这是北斗三号全球卫星导航系统第三颗地球同步轨道(GEO)卫星。随着该星进入预定工作轨道,北斗三号全球卫星导航系统星座部署全面完成。fKJednc

此次发射的卫星属地球静止轨道卫星,经过一系列在轨测试入网后,我国将进行北斗全系统联调联试,在确保系统运行稳定可靠、性能指标优异基础上,择机面向用户提供全天时、全天候、高精度全球定位导航授时服务,以及星基增强、短报文通信、精密单点定位等特色服务。fKJednc

耗时26年,北斗系统从中国走向全球

北斗卫星系统的建设始于1994年,当年我国正式启动北斗一号系统工程建设,直至2000年10月和12月,长三甲火箭成功发射第1、第2颗北斗一号卫星,首次实现我国卫星导航系统从无到有的跨越。fKJednc

其后在2004年,我国启动北斗二号系统工程建设,通过长达8年的时间将14颗卫星(5颗地球静止轨道卫星、5颗倾斜地球同步轨道卫星和4颗中圆地球轨道卫星)发射组网,将服务范围从中国扩大至亚太区用户。fKJednc

2009年,我国启动北斗三号系统工程建设。北斗三号系统共有30颗卫星,包括24颗中圆地球轨道卫星、3颗地球同步静止轨道卫星、3颗倾斜地球同步轨道卫星,此前还发射了5颗试验卫星进行技术验证。从2017年11月至今,长三乙/远征一号运载火箭发射了24颗中圆地球轨道北斗三号卫星;长三乙火箭发射了2颗地球同步静止轨道、3颗倾斜地球同步轨道北斗三号卫星。fKJednc

至此,我国的北斗卫星导航系统实现全球化,可向海外用户提供基本导航服务。fKJednc

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千寻位置是国内一家提供精准位置服务的初创企业,公司CEO陈金培在接受新京报记者采访时表示,此次卫星发射后,北斗卫星导航系统将从一个区域性的服务供应系统,变成能够在全球范围里面提供服务的系统,其中最大的区别是其服务的范围和能力发生了本质的改变。fKJednc

“从产业角度来讲,这个改变是全产业链受益的,尤其像芯片和终端产业。”陈金培指出,过去厂商对使用北斗系统的最大顾虑有两方面,一是中国的厂商集成了北斗的能力,但在全球某些范围内无法使用北斗的服务,使得中国厂商的产品服务和能力被降级;二是海外厂商在使用卫星导航系统的时候第一首选不会考虑北斗,除非是要进入中国市场,因此海外厂商往往需要两套技术方案。fKJednc

他表示,北斗卫星导航系统变成全球性系统后,对于像手机、无人机、汽车这样的终端产品来说,其在全球的使用体验和稳定性都将会有大幅提高。fKJednc

北斗三号牛在哪?

新突破实现联通无极限。由于我国北斗系统不能像美国GPS那样,在全球建立地面站,为了解决境外卫星的数据传输通道,航天科技集团五院北斗三号研制团队攻克了星座星间链路技术,采取星间、星地传输功能一体化设计,实现了卫星与卫星、卫星与地面站的链路互通,这就是说,虽然“看不见”在地球另一面的北斗卫星,但用北斗卫星的星间链路同样能与它们取得联系。用星间链路技术实现太空兄弟间手拉手,心相通,不仅实现了相互间的通信和数据传输,还能相互测距,自动“保持队形”,可以减轻地面管理维护压力。星间链路技术的应用中,设计了全新的网络协议、管理策略和路由策略,解决了不能全球布站进行卫星境外监测的难题,是北斗全球导航系统建设的一大特色。fKJednc

新技术实现卫星长寿命。“北斗是一个开放的系统,中国的北斗,世界的北斗,中国发展卫星导航技术是国民经济的重要基础设施,也是为全人类提供时间坐标和空间坐标的基础设施,服务的连续性和稳定性十分重要”,航天科技集团五院北斗三号卫星总指挥迟军介绍说,就像停水停电影响城市生活一样,卫星导航服务一旦中断,国家和社会的正常运行会受到很大的影响,因此,对卫星导航的可靠性、连续性提出了苛刻设计的要求。为了提高卫星在轨服务的可靠性,北斗三号卫星采取了多项可靠性措施,使卫星的设计寿命达到12年,达到国际导航卫星的先进水平,为北斗系统服务的连续、稳定提供了基础保证。fKJednc

新“神器”让服务“零误差”。为了提高服务的精度,北斗三号配置了新一代原子钟,通过提升原子钟指标,提升卫星性能、改善用户体验。原子钟是利用原子跃迁频率稳定的特性保证产生时间的精准性,目前国际上主要有铷原子钟、氢原子钟、铯原子钟等。我国北斗卫星采用铷原子钟,同时还配置了性能更高的新研国产氢原子钟。氢原子钟虽然质量和功耗比铷原子钟大,但稳定性和漂移率等指标更优。相对于铷原子钟,我国起步更晚,2015年我国研制的氢原子钟首次在轨应用验证,为北斗全球导航系统进行了技术探索,至今功能、性能十分稳定。星载氢原子钟的在轨应用,对于实现北斗导航定位“分秒不差”,发挥着重要作用。fKJednc

据中国航天科技集团五院介绍,北斗三号的服务能力较北斗二号拓展了10倍,在通信、电力、金融、测绘交通、渔业、农业、林业等领域,更多的人可以享受到北斗导航系统的普惠服务。fKJednc

会给我们的生活带来哪些影响?

从2012年开始,北斗卫星导航系统正式提供区域服务,成为国际卫星导航系统四大服务商之一。过去几年,北斗卫星导航系统如何改变了我们的生活?随着第55颗北斗导航卫星的发射,北斗三号全球卫星导航系统又将给人们生产生活带来什么变化?fKJednc

公交出现将有更精确的到站提示fKJednc

“以前大家使用北斗导航系统,最大的顾虑有两个。”千寻位置首席执行官陈金培解释,第一,虽然我国厂商生产的产品集成了北斗系统,但产品被卖往的有些地方不能享用北斗服务,产品服务和能力被降级。第二,因为当地没有北斗服务,欧洲的手机厂商、汽车厂商首选的卫星导航系统不会是北斗。只有在进入中国市场时,才会集成北斗系统。fKJednc

陈金培说,北斗三号全球卫星导航系统将服务范围从中国扩展至全球。对有机会在全球范围内销售的产品来说,将有北斗二号、北斗三号两套系统同时为其提供服务。对这些产品来讲,他们在全球的使用体验、稳定性、可靠性大幅度提升。fKJednc

随着卫星数量逐步增加,加上地基增强系统,北斗导航系统的定位能力从以前的10米到5米,提高到厘米级。fKJednc

智能驾驶是北斗非常重要的应用领域fKJednc

2019年11月,在上海洋山深水港启动的“5G+L4级智能驾驶重卡”示范运营活动中,上汽集团首批L4级智能驾驶重型卡车实现了一次性精准停车、近距离自动列队行驶,这将推动洋山港智能转运效率和东海大桥行驶能力提升。fKJednc

据了解,目前,上汽智能重卡已经做到误差±3厘米,比洋山港小于±5厘米的技术要求更精准,并且一次成功率已到达100%,单点装卸作业效率提升10%。fKJednc

在山城重庆,市区9000辆公交车的车道级定位的位置数据,都被实时传输至管理后台,由此保障运营安全、提高运营效率:市民可以获得公交车更精确的到站时间,城市管理者可以更好监管车辆超速、赖站、越线等驾驶行为。fKJednc

通过将GPS定位终端升级为北斗高精度定位终端,公交车的定位误差大幅度降低,提升车辆安全监控水平的同时,改善乘客出行体验。fKJednc

每天有超过2万架无人机在从事农药喷洒、电网巡检以及各种巡逻作业fKJednc

在我国,每天有超过2万架无人机在全国各地进行像农药喷洒、电网巡检以及各种巡逻作业。fKJednc

2019年3月8日,湛江雷州市附城镇城内村,一位工作人员为一台特殊的插秧机设定好参数。开启按钮,这台插秧机在缓慢自动行驶的同时,将一株株水稻秧苗插进泥土里。仅1小时,这台无人驾驶插秧机就在将近8亩的水田中完成了插秧作业。这台无人驾驶插秧机由丰疆智能科技股份有限公司研发,它的自动驾驶功能则基于千寻位置提供的FindCM厘米级定位服务实现。fKJednc

千寻位置运用建设在全国各地的北斗地基增强站,接收天上的北斗卫星定位信号,实时计算卫星定位误差,为数以亿计的用户提供了高精度定位服务。fKJednc

如果打个比方,千寻位置就类似提供了一个“增强版的北斗”。fKJednc

相比传统有人驾驶的插秧机,无人驾驶插秧机具备不受光线干扰,可以夜间作业,具有作业质量高等特点,节省50%的人力成本,也减少了作业中的秧苗浪费。基于覆盖全国大部分地区的FindCM厘米级定位服务,无人驾驶插秧机已经陆续在海南、新疆、江苏等地的农业生产中应用。fKJednc

监测危旧房屋毫米级的移动变化fKJednc

2019年“利奇马”台风登陆我国东部沿海地区前夕,浙大正呈结构工程师余志刚开始加紧巡查重点危房。fKJednc

当天,他来到一栋建于上世纪90年代的药厂职工宿舍,查看安装在房屋各个角落的监设备是否遭受破坏,包括墙脚的传感器、高精度卫星接收机以及天台上的卫星天线等。这些看似不起眼的工具,就像危旧房屋上的“听诊器”。fKJednc

“系统能够监测到毫米级的移动变化,即便是大货车经过引起的地面震动,都能被感知。”余志刚介绍,得益于千寻位置提供的毫米级高精度定位能力和阿里云的计算能力,系统能快速依据此前危房的“病历”,判断出房子的“病症”。如果房子的倾斜、沉降超过一定的安全值,系统会立即发出警报,为撤离与救援争取宝贵时间。fKJednc

“有了高精度定位后,北斗卫星导航系统将变成时空智能的基础设施。”陈金培解释,所谓时空智能基础设施,可以给各种各样的智能设备和应用场景赋予一个统一的时间和空间的基准。fKJednc

责编:Demi XiafKJednc

(综合整理自知乎、新华网、红星新闻、新京报网、时代财经等报道)fKJednc

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