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北斗“吉星”不一般

2018-12-18 10:51 来源:经济日报 参与互动 
标签:倍数 英皇网址 蒋家桥

  身怀多项绝技,有广阔应用前景与划时代意义——
  北斗“吉星”不一般

   本报记者 姜天骄

  日前,我国成功发射第41颗北斗导航卫星。这颗卫星是目前北斗导航家族中“功能最强”的导航卫星,作为北斗全球卫星导航系统地球同步轨道(GEO)首发星,也获得了“吉星”(GEO轨道导航卫星的谐音)的昵称。

  经济日报记者从中国航天科技集团有限公司五院了解到,作为北斗三号卫星导航系统的高轨首发星,“吉星”除了具备传统导航卫星的功能外,还身怀多项绝技,具有广阔应用前景与划时代的意义,是我国作为负责任的航天大国的重要标志之一。

  “吉星”的第一项绝技,与广受关注的自动驾驶有关。

  要想实现自动驾驶,车辆必须实时、精准地“知道”自己的位置,如此才能放心上路。而使用普通导航卫星进行定位时,会有几米甚至十几米的误差,远达不到上路行驶的安全要求。这就需要在地面建设基准参考站,通过“地基增强”以消除定位误差。基准参考站不会跑,需要把自己的卫星定位信息和实际位置间的误差实时“广播”出去,周边用户才能据此去粗取精,获得精密定位信息。然而,一座基站只能覆盖周围几十公里区域,靠大量建设基站来实现精准定位,不仅耗资巨大,还无法实现热点地区的全覆盖。想象一下,如果你坐着自动驾驶汽车开出了“定位服务区”,后果将十分可怕。

  此时,“吉星”的卫星精密单点定位业务优势就很明显了。北斗三号卫星副总设计师刘天雄介绍,在天上静止的“吉星”,可以像其他通信卫星那样,向地面稳定地广播导航差分,以及完好性增强信号。这样一来,仅需以全国已有的北斗导航卫星地面站为参考,得出各地导航误差,再通过“吉星”播发精密单点定位信号告知用户,即可实现动态分米级、事后厘米级的定位服务,足够汽车自动驾驶、船舶精准停泊等场景使用,还省下了大规模建设基站的费用。

  “吉星”的另一项绝技,是面向民航等用户开展卫星导航服务“星基增强”。

  与自动驾驶、精准农业等应用场景不同,民航对导航信号完好性要求严苛。完好性,简单地说,就是给我的导航信号要靠谱,万一不靠谱也要尽早告诉我。航班在航路上飞行时,导航信号偶尔中断并无大碍;可在飞机起飞和降落过程中,如果导航信号消失或出现偏差误导飞行员起降操作,那可不得了。

  “吉星”会通过两个频点播发符合国际民航组织标准的星基增强信号,进一步提升卫星系统定位精度,并增强导航信号的完好性。北斗三号卫星总体主任设计师潘宇倩介绍,“万一导航信号出现问题,‘吉星’也会在6秒的安全时间内通知用户,切换其他导航信号”。

  此前,仅有美国、欧洲等极少数国家具备向民航提供星基增强业务的能力。“吉星”面向民航等用户的星基增强业务,标志着我国在卫星导航领域又取得了重大突破,将为国内外民航用户提供花费更低、可用性更高的导航服务,将带来巨大的经济和社会效益。

  北斗卫星导航系统的应用首次为人们所广泛关注,是在汶川大地震救援中。当时,地面通信设施遭到严重破坏,救援部队利用北斗短报文通信发出了第一条来自灾区的信息,将灾情和受灾位置准确报告给救灾抢险指挥部。中国北斗“既知道我在哪、又知道你在哪”的“导航、通信一体化”优势,给各应用方留下了深刻印象。10年过去了,北斗短报文通信功能已广泛应用于交通、电力等各行业,特别是在保护我国渔民、维护国家海洋权益上,发挥着重要作用。

  如今,“吉星”不仅在导航信号上兼容北斗二号,为传统用户提供一如既往的导航服务,在短报文通信功能上也有了新突破——通信能力提升10倍,单次可发送1000多个中文字符,实现了从“短信”到“微信”的跨越,足以将突发情况的情节一次性说清楚。此外,“吉星”还可发送图片等信息,应用场景将更为丰富。

  潘宇倩介绍,“吉星”的接收信号能力也大幅增强,使用户终端的发射功率降低了10倍,实现了用户终端小型化,并可以与当前11位手机号码互联,大大提高了用户体验。

姜天骄

【编辑:杨维思】
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