“今后無論你走到哪里,北斗將始終伴你左右。”2018年12月27日起,北斗三號可在全球范圍,全天候、全天時,為各類用戶提供高精度、高可靠的定位、導航、授時服務。包括“一帶一路”國家和地區在內的世界各地均可享受到北斗系統服務。北斗高精度基礎產品已經輸出到90多個國家和地區,提供芯片、模塊、終端、軟件、服務一攬子應用解決方案。這,成為中國北斗邁出從區域走向全球的“關鍵一步”!
令人驚喜的是,這個亮點多多、性能優異、可靠穩定、前景廣闊的北斗三號系統,有很多重磅技術都來自國防科大。近日,記者走訪國防科大獲悉,北斗三號系統中至少有7大關鍵技術來自該校。
國防科大人在注入站的照片
01衛星載荷
簡單來說,衛星載荷就是直接執行特定衛星任務的儀器、設備或分系統,衛星載荷的功能直接決定了衛星用途。有效載荷越多,衛星的用途越多。
國防科大是北斗三號衛星有效載荷的承研主力單位之一,是唯一一家為所有北斗衛星提供信號業務載荷的單位,也是為北斗衛星研制信號業務載荷最多的單位。
記者獲悉,從2017年11月起,北斗系統組網衛星發射進入高密度期,國防科大成為國內唯一一家在全部30顆北斗三號組網衛星(其中19顆已在軌運行)上都裝載核心業務載荷單機的承研單位。
02 主控站時頻統一系統
時頻統一系統,顧名思義與統一時間有關。在航天活動中,各地面站所獲取、記錄的測量數據和事件都必須有嚴格統一的精確時間標準才能對它們進行分析和處理。因此時頻統一系統是衛星導航系統運行的基礎,是北斗三號主控站的核心支撐系統。
國防科大突破了北斗三號主控站時頻系統關鍵技術,為北斗系統提供統一的高精度時間和頻率參考,建立和保持了北斗三號的系統時間,為北斗三號系統高精度定位和授時服務提供技術支撐和重要保障。
03 星地一體化業務管控系統
衛星上天當然是要拿來用的,北斗三號為全球提供服務后,衛星任務量必會大增,如何一一滿足?星地一體化業務管控系統解決的就是這個問題。
國防科大提出的北斗全球系統業務星地一體化規劃與調度框架,解決了北斗全球系統業務多、規劃難的痛點,同時通過創新任務規劃算法,成功解決了北斗全球系統星間、星地、站間等各類業務規劃難題,滿足了北斗系統運營需求。
04 地面運控系統注入站
地面運控系統能讓工作人員在地上,對天上的衛星星座進行監視、控制和數據綜合處理,重要性不言而喻。注入站則負責定期給衛星注入電文參數和控制指令,校正衛星的星歷和鐘差等參數誤差。
北斗三號注入站是北斗系統地面運控段的三大核心地面站之一,在其建設過程中,國防科大創新性提出并實現了基于統一平臺的軟件化處理方法,將系統的時延穩定度和測量精度顯著提高。同時,在北斗二號基礎上大幅提升其抗干擾能力。
05 主控站RDSS信號收發系統
RDSS是北斗導航系統所獨有的功能,兼具一項GPS所不具有的一項技術突破——發短信能力,這項能力使衛星定位終端和北斗衛星或北斗地面服務站之間,可以直接通過衛星“對話”,即信號雙向傳遞,而GPS只有單向傳遞。北斗三號主控站RDSS信號收發系統就是決定北斗短信能力的核心系統。
國防科大是北斗二號、北斗三號地面運控系統中RDSS信號收發系統的獨家建設者,北斗三號主控站RDSS信號收發系統相較北斗二號接收靈敏度大幅提升、用戶機功率有效降低、入站容量顯著提升,大幅度加強了北斗三號系統的位置報告與通信服務能力。
現場裝線
06 衛星定軌高精度信號接收機
簡單來說,衛星定軌高精度信號接收機就是一個數據接收器,簡稱“監測接收機”。它通過在地面對衛星導航信號的連續跟蹤觀測,為北斗系統基本導航、星基增強、系統時差監測等核心業務處理提供高精度的原始觀測數據,是北斗三號地面運控系統中技術復雜度最高的接收設備。
自北斗三號啟動建設以來,國防科大成為我國首家完成北斗三號地面運控系統監測接收機研制生產的單位,所研制的監測接收機性能穩定,且指標最優,已成為北斗系統定軌的最主要數據來源。
07 RNSS導航信號模擬源
RNSS導航信號模擬源被稱為北斗用戶機的“主治醫生”。它僅有抽屜大小,卻可模擬衛星導航全系統工作流程,提供靈活、可控、可重復的仿真測試環境,對全國各地的接收機進行全面體檢,還可對所有類型北斗用戶機進行全面體檢。北斗三號RNSS導航信號模擬源是北斗三號地面運控系統監測接收機的核心測試設備。
國防科大電子科學學院研制的北斗三號RNSS導航信號模擬源實現通道規模擴大1倍、信號精度提高5倍,是北斗三號地面運控系統監測接收機驗收指定的核心測試設備,也是國內同行業的明星產品。目前該信號源已成功應用于地面運控系統全部200余套監測接收機的聯調聯試和驗收測試,為北斗系統順利開通服務保駕護航。
據報道,北斗已得到廣泛應用,交通運輸、海洋漁業等領域應用不斷走深走實,全國已有617萬輛道路營運車輛,3.56萬輛郵政和快遞車輛,36個中心城市8萬輛公交車,3230座內河導航設施,2960座海上導航設施,使用北斗系統。
同時,港珠澳大橋采用北斗高精度形變監測系統,保障安全運行;基于北斗高精度的智能駕駛汽車,有望2019年上市。
此外,北斗已加入民航、海事、移動通信等國際組織,國際民航組織批準北斗星基增強服務商標識號和標準時間標識號,國際搜救衛星組織將北斗納入全球衛星搜救系統計劃。
記者 和婷婷 通訊員 胡浩巍、胡梅、陳盈果 圖片 胡浩巍 楊柳 等