揭秘北斗三號全球組網衞星:高精度高可靠多功能

11月5日，舉世矚目、國人期盼的北斗三號衞星開啓全球組網序幕，按照“2018年前後完成18顆衞星發射，率先為‘一帶一路’沿線國家提供基本服務；2020年實現35顆北斗衞星全球組網，具備服務全球能力”的目標全速推進，中國北斗正在闊步走向世界。

北斗三號將怎樣實現從國內到區域再到全球衞星導航的“三級跳”？技術層面領先在哪？又會帶給國人和世界怎樣的驚喜？

國內、區域、全世界：北斗導航實現歷史性“三級跳”

“司南之杓，投之於地，其柢指南。”作為世界上三大衞星導航系統之一，遨遊在地球軌道上的北斗衞星導航系統，從北斗一號服務國內到北斗二號提供區域服務，再到北斗三號全球組網，源源不斷地為廣大用户提供精準優質的服務。

“你需我有、你要我優，服務人類社會，造福大眾百姓。”自2012年12月27日，北斗區域導航系統正式提供區域服務以來，北斗系統受到了越來越多國家的關注。

2017年1月，北斗二號衞星工程獲得國家科學技術進步獎特等獎。航天科技集團北斗二號工程衞星系統總師楊慧表示，北斗二號衞星工程歷時8年研製建設，擺脱了對國外衞星導航系統的依賴，實現了歷史性的“三級跳”。

“中國的北斗，世界的北斗。”正在從藍圖變成現實。航天科技集團五院北斗三號工程副總設計師、衞星首席總設計師謝軍介紹，早在北斗二號正式提供區域導航定位服務前，我國就開始了北斗三號全球導航系統的論證研製工作，確定了建設獨立自主、開放兼容、技術先進、穩定可靠的全球衞星導航系統的發展目標。

謝軍表示，相對於北斗二號區域系統，北斗三號服務區域將擴展至全球，同時，實現了下行導航信號升級與改造等關鍵技術方面的突破，實現了與北斗二號下行導航信號的平穩過渡，並在此基礎上增加了新的導航信號，為用户提供更為優質的服務。

據悉，建設高性能、高可靠的北斗全球衞星導航系統，是我國科技領域中長期發展規劃的16項國家科技重大專項之一，系統建設既是對北斗區域系統的完善與升級，更是聚焦世界一流衞星導航系統的攀登與跨越，將使我國衞星導航系統達到國際先進水平。

高精度、高可靠、高保險：北斗三號技術突破看點多

航天科技集團五院北斗三號衞星總指揮遲軍告訴記者，如同停水停電影響城市生活一樣，衞星導航服務一旦失效，不僅國家的經濟運行要受到極大的影響，人們的生活也將帶來很大的不便，這也就給衞星導航系統的可靠性提出了苛刻的要求。總體而言，北斗三號具備高精度、高可靠、高保險、多功能等特點。

——高精度。在北斗二號性能的基礎上，北斗三號在設計之初，就把目標放在尚未發射的第三代GPS導航衞星以及歐洲伽利略導航系統的設計指標上。

北斗三號全球導航系統的定位精度將大幅提升，達到2．5米至5米水平，建成後的北斗全球導航系統將為民用用户免費提供約10米精度的定位服務、0．2米／秒的測速服務，並且將為付費用户提供更高精度等級的服務，衞星設計壽命達10年以上。隨着北斗地基增強系統提供初始服務，可提供米級、亞米級、分米級，甚至釐米級的服務。屆時，中國北斗的精度將與美國GPS相媲美。

——高可靠。北斗是一個系統工程，用户每一次享受到北斗系統的服務，都必須保證有至少4顆衞星提供服務；北斗又是一個全球覆蓋的系統，至少需要有20餘顆衞星同時提供穩定服務，這一特點決定北斗系統對質量可靠性要求比單星更高，對產品可靠性的要求更苛刻。北斗還是一個固有屬性要求必須連續運行的系統，信號不能中斷，系統必須連續、穩定、完好、可靠。

——高保險。據航天科技集團五院北斗三號衞星總設計師王平介紹，北斗衞星全球導航系統作為一個大型系統工程，採用多重可靠性“加固”措施，可最大限度地增強系統的保險係數。

比如，系統建成後運行衞星數量大於服務必需衞星數；同時，北斗三號衞星還採用了軟件冗餘、故障自我診斷、故障自我修復等多項措施，保證系統可靠性，大大提升用户的體驗。

——多功能。中國北斗除具有短報文等特色功能外，還可以將用户的位置信息發送出去，讓其他人可以知道用户的情況，較好地解決了何人、何事、何地的問題。把短信和導航結合起來，是北斗衞星導航系統的一大特色，一個終端，就可以導航、通信兼備。

遠在天邊？近在眼前！北斗服務無處不在

ofo小黃車與北斗導航共同推出北斗智能鎖；小藍單車利用北斗地基增強系統實現了米級定位，即使在樹蔭下也不會出現“漂移”……為了更精準地報告“我在哪裏”，共享單車都陸續接入了北斗高精度時空定位服務。

共享單車只是北斗近在眼前、服務民生的應用之一。從搶險救災到精準農業，從漁業播報到智慧房管……近年來，北斗衞星導航各類高精度位置服務產品以“北斗＋互聯網＋其他行業”的新模式，廣泛應用到國計民生方方面面。

不久前發佈的《中國衞星導航與位置服務產業發展白皮書（2016年度）》顯示，2016年我國衞星導航與位置服務產業總體產值達到2118億元，較2015年增長約22．06％。北斗對產業核心產值的貢獻率達到70％，我國衞星導航與位置服務產業前景廣闊。

“當前我國北斗應用已進入快速發展階段，隨着衞星導航技術與物聯網、大數據、雲計算等技術和領域的結合，衞星導航與位置服務已成為我國重要的戰略性新興產業。”國家測繪地理信息局副局長閔宜仁説。

在海南文昌清瀾港，北斗導航終端是漁民們出海的標配：出海作業能即時監控，漁船出險可隨時報警，在海上能收聽天氣預報和預警通知，北斗已成了漁民口中的“千里眼”“順風耳”“護身符”……

中國衞星導航定位協會會長於賢成表示，北斗技術已跳出單一導航技術的範疇。在城市燃氣、城鎮供熱、電力電網、供水排水等多種行業的迫切需求下，國家北斗精準服務網已為全國超過400座城市的各種行業應用提供北斗精準服務，有效推動智慧城市基礎設施的優化和完善。

中國採取"一箭雙星"方式首次發射北斗三號組網衞星

2017年11月5日19時45分，我國在西昌衞星發射中心用長征三號乙運載火箭，以“一箭雙星”方式成功發射第二十四、 二十五顆北斗導航衞星。這兩顆衞星屬於中圓地球軌道衞星，是我國北斗三號第一、二顆組網衞星，開啓了北斗衞星導航系統全球組網的新時代。