日前,我國成功發(fā)射第41顆北斗導航衛星。這顆衛星是目前北斗導航家族中“功能最強”的導航衛星,作為北斗全球衛星導航系統地球同步軌道(GEO)首發(fā)星,也獲得了“吉星”(GEO軌道導航衛星的諧音)的昵稱(chēng)。
經(jīng)濟日報記者從中國航天科技集團有限公司五院了解到,作為北斗三號衛星導航系統的高軌首發(fā)星,“吉星”除了具備傳統導航衛星的功能外,還身懷多項絕技,具有廣闊應用前景與劃時(shí)代的意義,是我國作為負責任的航天大國的重要標志之一。
“吉星”的第一項絕技,與廣受關(guān)注的自動(dòng)駕駛有關(guān)。
要想實(shí)現自動(dòng)駕駛,車(chē)輛必須實(shí)時(shí)、精準地“知道”自己的位置,如此才能放心上路。而使用普通導航衛星進(jìn)行定位時(shí),會(huì )有幾米甚至十幾米的誤差,遠達不到上路行駛的安全要求。這就需要在地面建設基準參考站,通過(guò)“地基增強”以消除定位誤差?;鶞蕝⒖颊静粫?huì )跑,需要把自己的衛星定位信息和實(shí)際位置間的誤差實(shí)時(shí)“廣播”出去,周邊用戶(hù)才能據此去粗取精,獲得精密定位信息。然而,一座基站只能覆蓋周?chē)鷰资飬^域,靠大量建設基站來(lái)實(shí)現精準定位,不僅耗資巨大,還無(wú)法實(shí)現熱點(diǎn)地區的全覆蓋。想象一下,如果你坐著(zhù)自動(dòng)駕駛汽車(chē)開(kāi)出了“定位服務(wù)區”,后果將十分可怕。
此時(shí),“吉星”的衛星精密單點(diǎn)定位業(yè)務(wù)優(yōu)勢就很明顯了。北斗三號衛星副總設計師劉天雄介紹,在天上靜止的“吉星”,可以像其他通信衛星那樣,向地面穩定地廣播導航差分,以及完好性增強信號。這樣一來(lái),僅需以全國已有的北斗導航衛星地面站為參考,得出各地導航誤差,再通過(guò)“吉星”播發(fā)精密單點(diǎn)定位信號告知用戶(hù),即可實(shí)現動(dòng)態(tài)分米級、事后厘米級的定位服務(wù),足夠汽車(chē)自動(dòng)駕駛、船舶精準停泊等場(chǎng)景使用,還省下了大規模建設基站的費用。
“吉星”的另一項絕技,是面向民航等用戶(hù)開(kāi)展衛星導航服務(wù)“星基增強”。
與自動(dòng)駕駛、精準農業(yè)等應用場(chǎng)景不同,民航對導航信號完好性要求嚴苛。完好性,簡(jiǎn)單地說(shuō),就是給我的導航信號要靠譜,萬(wàn)一不靠譜也要盡早告訴我。航班在航路上飛行時(shí),導航信號偶爾中斷并無(wú)大礙;可在飛機起飛和降落過(guò)程中,如果導航信號消失或出現偏差誤導飛行員起降操作,那可不得了。
“吉星”會(huì )通過(guò)兩個(gè)頻點(diǎn)播發(fā)符合國際民航組織標準的星基增強信號,進(jìn)一步提升衛星系統定位精度,并增強導航信號的完好性。北斗三號衛星總體主任設計師潘宇倩介紹,“萬(wàn)一導航信號出現問(wèn)題,‘吉星’也會(huì )在6秒的安全時(shí)間內通知用戶(hù),切換其他導航信號”。
此前,僅有美國、歐洲等極少數國家具備向民航提供星基增強業(yè)務(wù)的能力。“吉星”面向民航等用戶(hù)的星基增強業(yè)務(wù),標志著(zhù)我國在衛星導航領(lǐng)域又取得了重大突破,將為國內外民航用戶(hù)提供花費更低、可用性更高的導航服務(wù),將帶來(lái)巨大的經(jīng)濟和社會(huì )效益。
北斗衛星導航系統的應用首次為人們所廣泛關(guān)注,是在汶川大地震救援中。當時(shí),地面通信設施遭到嚴重破壞,救援部隊利用北斗短報文通信發(fā)出了第一條來(lái)自災區的信息,將災情和受災位置準確報告給救災搶險指揮部。中國北斗“既知道我在哪、又知道你在哪”的“導航、通信一體化”優(yōu)勢,給各應用方留下了深刻印象。10年過(guò)去了,北斗短報文通信功能已廣泛應用于交通、電力等各行業(yè),特別是在保護我國漁民、維護國家海洋權益上,發(fā)揮著(zhù)重要作用。
如今,“吉星”不僅在導航信號上兼容北斗二號,為傳統用戶(hù)提供一如既往的導航服務(wù),在短報文通信功能上也有了新突破——通信能力提升10倍,單次可發(fā)送1000多個(gè)中文字符,實(shí)現了從“短信”到“微信”的跨越,足以將突發(fā)情況的情節一次性說(shuō)清楚。此外,“吉星”還可發(fā)送圖片等信息,應用場(chǎng)景將更為豐富。
潘宇倩介紹,“吉星”的接收信號能力也大幅增強,使用戶(hù)終端的發(fā)射功率降低了10倍,實(shí)現了用戶(hù)終端小型化,并可以與當前11位手機號碼互聯(lián),大大提高了用戶(hù)體驗。(經(jīng)濟日報記者 姜天驕)
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