與你密切相關!我國即將完成又一"大國標配"!_風聞
科普中国-科普中国官方账号-中国科协科普工作官方微平台2018-11-22 16:15
2018年11月19日,我國在西昌衞星發射中心以“一箭雙星”的方式順利將第42、43顆北斗導航衞星送入軌道,這兩顆衞星也是北斗三號第18、19號組網衞星。此次任務的成功發射,標誌着我國北斗三號基本系統星座部署圓滿完成。

第42、43顆北斗導航衞星發射
在今年年底前,北斗三號計劃開通運行,向“一帶一路”國家和地區提供基本導航服務,邁出北斗衞星導航系統從區域走向全球的“關鍵一步”。

根據組網規劃,在明年還將發射6顆北斗三號MEO中地球軌道衞星、2顆北斗三號地球同步軌道衞星、3顆北斗三號IGSO衞星,在2020年實現覆蓋全球的導航服務。

北斗導航系統目前的覆蓋範圍主要集中在亞太
過去的一年其實是北斗系統高密度發射的關鍵年,這次將北斗三號第18、19號衞星送入軌道之後也完成了19顆北斗三號導航衞星的發射和1顆北斗二號的發射任務。可以認為**北斗導航35顆衞星組網的一大半(19/35)都是在過去一年的時間內完成的,****組網間隔時間最短僅為17天,**也刷新了美俄導航系統年發射組網的記錄。

中國為什麼一定要搞“北斗”?因為全球衞星導航定位系統是**“國之重器”、“大國標配”**!

已建成的全球定位系統
當今世界上有兩個已經建成的全球定位系統,即美國的GPS和俄羅斯的格洛納斯系統。

發射GPS衞星
GPS在1994年建成,24顆導航衞星組網,軌道傾角55度,早期定位精度在10米左右。目前該系統正在用GPS blockIII衞星進行換代。GPS blockIII衞星與北斗系統類似,具有雙向數據能力,也有單向客户端被動定位的模式,這是之前二代GPS衞星所不具備的能力。

GPS系統
俄羅斯的格洛納斯系統於1982年開始研發,也是24顆衞星組網,在衞星發射頻率、座標系使用以及時間標準方面與美製GPS有一些區別。由於歷史原因,該系統一度缺失多顆導航衞星幾近荒廢,2000年之後俄羅斯開始重新組網。到了2006年,格洛納斯系統才達到17顆衞星。

格洛納斯系統
截止2018年,該系統在軌衞星數量為26顆,定位****精度比美製GPS要低一些,在數十米至100米,軍用精度為10米。隨着俄羅斯經濟的復甦,下一代Glonass-K2和KM導航衞星正在研發中。因為導航衞星也是有壽命的,一般在7年至12年,一旦失效就要補網發射。從運營上看,維持一個全球導航系統的運行是要有長期投入的。
正在打造的全球定位系統
中國的北斗導航系統和歐洲的伽利略系統都處於正在建設中,定位一致,都是全球導航系統。與日本、印度正在組網的區域導航系統有本質的區別。伽利略系統也計劃在2019年具備完全工作能力,在2020年實現30顆導航衞星的全部組網,其中包括24顆工作星、6顆備用星。伽利略系統在建立初期,中國、印度、韓國等都加入。

伽利略導航系統示意圖
2006年,中國選擇了獨立發展北斗系統,也有了今天看到的完完全全屬於我們自己的北斗導航系統。可以認為北斗系統和伽利略系統存在一定的競爭關係,因為雙方都處於組網階段,而且完工時間也非常接近。伽利略系統要在2020年建成,這也是過去一年北斗系統高密度發射一個外部因素。

圖中可以看出北斗衞星在亞太上空分佈着更加密集的軌道
日本目前正在研發的準天頂導航系統和印度IRNSS區域導航系統定位都是區域性質,服務範圍比較小。

全球及區域衞星導航系統
全球導航定位系統是大國標配
北斗導航歷史近20年,距離最後一個關鍵年近在咫尺,2020年之後北斗導航系統將開始為全球服務,屆時中俄美歐各擁有一套全球定位系統。建立全球定位系統不僅是綜合國力的標誌,也是自身發展的選擇。

全球定位系統
從本質上説,導航系統的出現也是軍用需求為起點,1958年美國海軍研發子午儀定位系統,用於核潛艇的導航和定位,1973美國防部將美空軍的621B導航計劃與海軍導航系統合併,建立了DNSS國防導航衞星系統,這就是GPS的前身。

民用車載導航
目前導航系統都有軍民兩用的功能,不僅服務於民間,也滿足軍方對導航和定位的需求,建立一套完全獨立自主的導航系統顯然是大國的標配。