北斗全球系統(tǒng)核心星座部署完成

將為全球用戶提供性能優(yōu)異的導(dǎo)航服務(wù)——

 

北斗全球系統(tǒng)核心星座部署完成

 

12月16日，北斗三號(hào)面向全球?qū)Ш椒?wù)的最后一組MEO衛(wèi)星——第52、53顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星終于落子于北斗“大棋盤”的中圓地球軌道。至此，北斗三號(hào)在該軌道上規(guī)劃的24顆衛(wèi)星已全部到位，標(biāo)志著全球系統(tǒng)核心星座部署完成，將為全球用戶提供性能優(yōu)異的導(dǎo)航服務(wù)，以及全球短報(bào)文通信、國際搜救等特色服務(wù)。

 

自2017年11月5日首次發(fā)射北斗三號(hào)組網(wǎng)衛(wèi)星以來，在工程7大系統(tǒng)、300多家參研參建單位、10余萬名科研人員的共同努力下，僅兩年多時(shí)間，已連續(xù)成功實(shí)施18次組網(wǎng)發(fā)射，將28顆北斗三號(hào)組網(wǎng)衛(wèi)星和2顆北斗二號(hào)備份衛(wèi)星順利送入預(yù)定軌道，以平均每月發(fā)射1.2顆衛(wèi)星的高密度，刷新了全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)組網(wǎng)速度的世界紀(jì)錄。

 

 

右圖 我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心以“一箭雙星”方式成功發(fā)射第52、53顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星。 郭文彬攝

 

左圖 攜帶衛(wèi)星的火箭發(fā)射后，在天空留下的火箭尾跡云。 郭文彬攝

 

下圖 北斗雙星轉(zhuǎn)運(yùn)至發(fā)射現(xiàn)場。南 勇攝

 

智慧管理 高效組網(wǎng)

 

早在上世紀(jì)80年代，考慮到當(dāng)時(shí)的經(jīng)濟(jì)實(shí)力、技術(shù)水平和快速投入使用的需求，我國通過充分論證，拋棄了國際上慣有的一步建成全球組網(wǎng)系統(tǒng)的路線，采取“先區(qū)域、后全球”的三步走戰(zhàn)略。

 

在目前已發(fā)射入軌的24顆中圓地球軌道衛(wèi)星中，14顆由中國航天科技集團(tuán)有限公司所屬中國空間技術(shù)研究院抓總研制，10顆由中國科學(xué)院微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院抓總研制。工程有關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，北斗三號(hào)全球系統(tǒng)研制期間，通過強(qiáng)化產(chǎn)品多家布局，組織多方同步攻關(guān)，極大調(diào)動(dòng)了各方資源力量，極大促進(jìn)了優(yōu)勢互補(bǔ)、協(xié)同共進(jìn)，極大加速了關(guān)鍵核心技術(shù)突破，推動(dòng)形成了良性互利的發(fā)展局面，為確保北斗三號(hào)全球系統(tǒng)快速高效組網(wǎng)發(fā)揮了重要作用。這是北斗系統(tǒng)創(chuàng)新工程管理模式的重大舉措，是推動(dòng)重大航天工程治理體系和治理能力現(xiàn)代化的有益探索。

 

“集中力量辦大事是我們成就事業(yè)的重要法寶。”中國航天科技集團(tuán)有限公司所屬中國空間技術(shù)研究院逐步摸索出航天項(xiàng)目群管理模式。他們遍尋“能人”，利用國內(nèi)最先進(jìn)的科技成果和最優(yōu)質(zhì)的材料、技術(shù)、產(chǎn)品進(jìn)行系統(tǒng)集成，實(shí)現(xiàn)總體優(yōu)化。在全國一盤棋的大協(xié)作下，北斗導(dǎo)航系統(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)才得以高效運(yùn)轉(zhuǎn)，資源才得到有效整合。

 

重大核心技術(shù)和關(guān)鍵產(chǎn)品是買不來的。北斗國產(chǎn)化推進(jìn)之初步履維艱，北斗人不惜花費(fèi)超過其他衛(wèi)星3倍多的時(shí)間反復(fù)驗(yàn)證、測試、迭代，并主動(dòng)幫助生產(chǎn)廠家改進(jìn)技術(shù)和管理流程，毫無保留地傳授經(jīng)驗(yàn)。北斗三號(hào)工程副總設(shè)計(jì)師、衛(wèi)星首席總設(shè)計(jì)師，曾任北斗二號(hào)衛(wèi)星總設(shè)計(jì)師的謝軍回憶道，“那段時(shí)間只要一下班，我就跑去廠家現(xiàn)場‘督戰(zhàn)’。有時(shí)做產(chǎn)品試驗(yàn)，我甚至守在一旁36小時(shí)不合眼”。

 

“發(fā)展的路子走得有點(diǎn)彎、有點(diǎn)長，但是符合國情和發(fā)展需要，節(jié)拍與國民經(jīng)濟(jì)的步伐完全一致”，北斗一號(hào)衛(wèi)星總指揮李祖洪說。“三步走的戰(zhàn)略確保我們至少提前10年用上了北斗，滿足了我國的實(shí)際情況，是中國的首創(chuàng)”，北斗一號(hào)衛(wèi)星總設(shè)計(jì)師范本堯說。

 

從北斗一號(hào)數(shù)年研制一顆星，到北斗二號(hào)3年研制15顆星，再到北斗三號(hào)3年并行研制20顆星……在北斗發(fā)展進(jìn)程中，一組組數(shù)據(jù)充分反映了北斗團(tuán)隊(duì)的高效。為突破發(fā)射高峰期集中交付產(chǎn)品壓力大的瓶頸，中國航天科技集團(tuán)公司五院打破常規(guī)，提前策劃先期投產(chǎn)方案，根據(jù)產(chǎn)品的成熟度進(jìn)行分類，有重點(diǎn)地提前投產(chǎn)，極大緩解了承研單位的壓力，保障了產(chǎn)品質(zhì)量安全。這些創(chuàng)新舉措也極大提升了北斗三號(hào)的組批生產(chǎn)效率。

 

2003年，北斗一號(hào)系統(tǒng)建成，這使我國成為繼美、俄之后第三個(gè)擁有自主衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的國家；2012年12月27日，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)正式提供區(qū)域服務(wù)，北斗系統(tǒng)成為國際衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)四大服務(wù)商之一；2018年12月27日，北斗三號(hào)基本系統(tǒng)部署完成；如今，北斗三號(hào)完成了全球系統(tǒng)核心星座部署……步步為營、久久為功，北斗正將三步走的戰(zhàn)略路徑逐步變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。

 

獨(dú)特星座 中國首創(chuàng)

 

在北斗三號(hào)衛(wèi)星“天團(tuán)”里，有3類隊(duì)員，它們分別在不同軌道上堅(jiān)守著崗位。本次發(fā)射的雙星，也就是中圓軌道衛(wèi)星——MEO衛(wèi)星，被北斗人稱為“萌星”，是全球組網(wǎng)的主力。它們不辭辛勞地繞著地球滿場飛，讓自己的聚焦點(diǎn)在地面畫著波浪線，以求覆蓋到全球更廣闊的區(qū)域。

 

北斗三號(hào)衛(wèi)星總設(shè)計(jì)師王平介紹，MEO衛(wèi)星的軌道高度約為2萬公里，軌道周期約為12個(gè)小時(shí)，與地球自轉(zhuǎn)周期不同步。“從地面上看，它們由西向東不斷的運(yùn)動(dòng)覆蓋全球。因此，要想提供全球?qū)Ш椒?wù)，主要是依靠MEO衛(wèi)星。這也是為什么把24顆MEO衛(wèi)星作為北斗的全球組網(wǎng)核心星座的原因”，王平說。

 

在萌星為全球組網(wǎng)沖鋒的同時(shí)，隊(duì)友們也非常給力。其中，深情的“吉星”——GEO衛(wèi)星是地球靜止軌道衛(wèi)星，始終隨著地球自轉(zhuǎn)而動(dòng)，以便時(shí)刻聚焦祖國；“愛星”——IGSO衛(wèi)星則是傾斜地球同步軌道衛(wèi)星，如同辛勤的蜜蜂，讓自己的星下點(diǎn)軌跡包住亞太地區(qū)，保護(hù)中國周邊。

 

在美國GPS、俄羅斯格洛納斯、歐洲伽利略等導(dǎo)航系統(tǒng)紛紛以單一軌道衛(wèi)星部署星座的背景下，中國北斗卻獨(dú)樹一幟，采用3種軌道衛(wèi)星組成混合導(dǎo)航星座。

 

為何如此布局？這源自北斗三步走的發(fā)展戰(zhàn)略。在前兩步里，北斗分別要為中國和亞太地區(qū)提供服務(wù)，吉星和愛星顯然更有優(yōu)勢，而萌星更適合在全球?qū)Ш椒?wù)的戰(zhàn)場上發(fā)揮作用。況且，當(dāng)時(shí)萌星還有很多關(guān)鍵技術(shù)尚未突破，需要通過實(shí)戰(zhàn)驗(yàn)證。

 

為此，北斗人首次建成了混合星座，以最少的衛(wèi)星數(shù)量建設(shè)了集基本導(dǎo)航、位置報(bào)告等多種業(yè)務(wù)于一體的北斗二號(hào)區(qū)域衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，成為世界上區(qū)域衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)的典范。

 

這種技術(shù)體制可以高效構(gòu)建區(qū)域系統(tǒng)，兼顧拓展全球系統(tǒng)。在北斗二號(hào)系統(tǒng)的建設(shè)中，共布局了4顆萌星，并給它們充分的時(shí)間和絕佳的平臺(tái)去逐步攻克一系列全球組網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行的瓶頸問題。因此，當(dāng)北斗開啟全球組網(wǎng)征程后，躍升為主力的萌星得以大顯神威。

 

而此時(shí)的吉星和愛星則成為最佳隊(duì)友。北斗人為它們精心設(shè)計(jì)了數(shù)量不多，作用卻很關(guān)鍵的崗位。它們不僅承擔(dān)著配合萌星、顯著增強(qiáng)北斗三號(hào)整體技術(shù)指標(biāo)的“助攻”職責(zé)，還攜帶了很多“神器”，為未來北斗廣泛運(yùn)行與應(yīng)用之路開疆拓土。

 

目前，北斗三號(hào)全球系統(tǒng)組網(wǎng)已進(jìn)入沖刺階段。按照計(jì)劃，我國將于2020年上半年發(fā)射兩顆地球同步軌道GEO衛(wèi)星，全面建成北斗三號(hào)系統(tǒng)，為全球提供更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。與此同時(shí)，我國已經(jīng)啟動(dòng)了北斗系統(tǒng)接續(xù)發(fā)展的總體論證和關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)等工作，計(jì)劃于2035年前，建成以北斗系統(tǒng)為核心的綜合定位、導(dǎo)航、授時(shí)體系。（記者 姜天驕）