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中國北斗三號兩歲了!北斗總師解答它到底強在哪

文章來源:微小衛星創新研究院  |  發布時間:2022-07-31  |  【打印】 【關閉

  

  兩年前的今天,2020731日,北斗三號全球衛星導航系統開通。

  北斗三號系統”是中國自行研制的全球衛星導航系統。它的全面建成并開通服務,意味著中國成為世界上第三個獨立擁有全球衛星導航系統的國家。

  近日,中國科學院微小衛星創新研究院副院長、北斗三號衛星系統總設計師林寶軍做客抖音航天創想節目《我的星辰大?!?。他暢聊“北斗三號系統”研發歷程、科普它的主要功能。林寶軍期待,北斗衛星導航技術造福全世界,讓大家都能享受來自中國的航天高科技服務。

  美國人沒做成的事

  中國科學家做到了

  跟北斗打交道10余年,不時有人來問——這個技術就連美國都沒有,我們做得出來嗎?林寶軍坦言,這是他最難回答的問題。

  在航天領域,衛星采用新技術的比例一般不會超過30%。而一項關鍵技術的攻克往往要耗費十余年的努力。衛星在軌壽命長達10多年,這意味著衛星到了后期必然遭遇技術的“天花板”,競爭力會大大降低。林寶軍希望推動北斗衛星跨越式發展。他不愿意被困難限制,花了時間和團隊思考其中的可行性,不走尋常路,大膽創新。

  最終,新一代北斗導航衛星首發星使用的新技術超過了70%。此外,研制團隊只用了3年零3個月時間干了美國GPS2GPS320年要干的事情。林寶軍帶領團隊攻堅了數十個關鍵技術,其中星間鏈路技術是團隊首創,實現了“一星通、星星通”,即使在地面站不足情況下,也能收到境外衛星信號,衛星觀測效率提高1030倍,測控覆蓋率從30%提高到100%,解決了制約北斗全球組網的瓶頸問題。

  

  在節目《我的星辰大?!防?,他深情地回憶,剛剛做星間鏈路系統的時候,大家都覺得不靠譜?!斑B美國人都沒做成的事情,中國團隊能夠后來居上么?我當時就決定一定要試試看,如果一直不往前走,可能我們的北斗三號系統就無法像現在大家感受的這么好了?!?/span>

  中國北斗到底強在哪里?

  林寶軍此前多次表示,相較于美國的GPS、俄羅斯的格洛納斯導航系統,“該有的功能北斗都有,但北斗有自己的獨門秘籍。

  在抖音節目里,他總結了北斗的“1+6”特色功能?!?/span>1”指的是基本的導航、定位、授時功能。6指的是區域短報文、全球短報文、搜救服務、星基增強、地基增強、精密單點定位等服務。后續發展將讓“1”越來越強,“6”的功能越來越豐富。

  

  林寶軍表示短報文功能是我們北斗有,而其他系統沒有的功能。該功能可以簡單理解為“用衛星信號發送短信”。他舉例,汶川地震時期,整個地面設施所有的導航系統都不好使,第一個把信息傳出來的人就是利用了北斗的短報文。據報道,美國GPS之父帕金森教授曾對北斗的這一功能贊不絕口:既能夠知道你在哪里,也能夠知道我在哪里。

  林寶軍說,“漁民出海遇險時,就可以通過北斗來求救,他不僅能把自己的位置和情況發出去,還能收到回復,漁民知道已經有人來救他了,心里多踏實?!睋私?,北斗三號組網成功后,系統整體的短報文通信服務完成升級拓展,既能傳輸文字,還可傳輸語音和圖片。

  此外,北斗三號組網衛星采用的是“一星兩鐘”,同時配置兩個氫鐘和兩個銣鐘,保證北斗的精度比世界其他導航系統高約10倍,每300萬年才會差一秒。

  北斗”背后的科普天團

  據了解,林寶軍參與的這期科普節目在抖音上收獲了660萬人次觀看。一位網友評價,知道北斗很牛,但沒想到這么牛。近年來,越來越多的科學家關注“北斗三號”,解答包括北斗項目是怎么誕生的、它用到哪些技術、北斗如何影響我們的生活等問題。

  80后”中科院空天信息創新研究院研究員徐穎,擔任北斗專項試驗系統分系統主任設計師。2022年初,中國科學院大學將徐穎科普北斗的視頻搬上抖音,大受歡迎,播放量已超過7000萬。

  

  除了開放兼容,北斗的另一個重要原則就是“自主”,所有天線、射頻、基帶、原子鐘和用戶終端,都100%國產化?!昂诵年P鍵技術永遠求不來,要不來,只能靠自己,只有核心關鍵技術不依賴于其他國家,你才能夠叫做真正的獨立自主?!毙旆f在視頻中講到。

  

  長三甲系列火箭被稱為北斗導航工程的“專屬列車”。20年時間里,長三甲系列火箭共進行了44次發射,將4顆北斗導航試驗衛星、55顆北斗導航衛星成功護送升空。今年7月,原長三甲系列火箭總設計師兼總指揮、84歲的龍樂豪院士出現在抖音與中國科協“科創中國”聯合推出的知識欄目《院士開講》。他認為北斗三號系統總體性能不輸美國GPS。龍樂豪稱,2035年建成的以北斗為核心的空間PNT系統,將是我國核心空間基礎設施。

   從物理距離來看,北斗衛星遠在離地面3萬多公里的高空,但在中國工程院院士、國家農業信息化工程技術研究中心主任趙春江眼中,北斗就在我們身邊。在另一期《院士開講》里,他表示裝了北斗導航定位系統的農機可以輕松進行施肥、噴施農藥等工作,實現人不進田就能完成農田作業。趙春江期待“農機+北斗”吸引更多年輕人從事農業。

  徐穎表示自己經常被記者問到,北斗相比國外其他的衛導系統,有什么劣勢和不足?她認為,北斗“最大的不足”就在于比GPS晚了二三十年,在應用的成熟度和推廣的普及度上不如GPS。這正是徐穎堅持做科普的原因之一。

  

  

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