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  • 中国北斗三号两岁了!北斗总师解答它到底强在哪

    文章来源:微小卫星创新研究院  |  发布时间:2022-07-31  |  【打印】 【关闭

      

      两年前的今天,2020731日,北斗三号全球卫星导航系统开通。

      北斗三号系统”是中国自行研制的全球卫星导航系统。它的全面建成并开通服务,意味着中国成为世界上第三个独立拥有全球卫星导航系统的国家。

      近日,中国科学院微小卫星创新研究院副院长、北斗三号卫星系统总设计师林宝军做客抖音航天创想节目《我的星辰大海》。他畅聊“北斗三号系统”研发历程、科普它的主要功能。林宝军期待,北斗卫星导航技术造福全世界,让大家都能享受来自中国的航天高科技服务。

      美国人没做成的事

      中国科学家做到了

      跟北斗打交道10余年,不时有人来问——这个技术就连美国都没有,我们做得出来吗?林宝军坦言,这是他最难回答的问题。

      在航天领域,卫星采用新技术的比例一般不会超过30%。而一项关键技术的攻克往往要耗费十余年的努力。卫星在轨寿命长达10多年,这意味着卫星到了后期必然遭遇技术的“天花板”,竞争力会大大降低。林宝军希望推动北斗卫星跨越式发展。他不愿意被困难限制,花了时间和团队思考其中的可行性,不走寻常路,大胆创新。

      最终,新一代北斗导航卫星首发星使用的新技术超过了70%。此外,研制团队只用了3年零3个月时间干了美国GPS2GPS320年要干的事情。林宝军带领团队攻坚了数十个关键技术,其中星间链路技术是团队首创,实现了“一星通、星星通”,即使在地面站不足情况下,也能收到境外卫星信号,卫星观测效率提高1030倍,测控覆盖率从30%提高到100%,解决了制约北斗全球组网的瓶颈问题。

      

      在节目《我的星辰大海》里,他深情地回忆,刚刚做星间链路系统的时候,大家都觉得不靠谱。“连美国人都没做成的事情,中国团队能够后来居上么?我当时就决定一定要试试看,如果一直不往前走,可能我们的北斗三号系统就无法像现在大家感受的这么好了。”

      中国北斗到底强在哪里?

      林宝军此前多次表示,相较于美国的GPS、俄罗斯的格洛纳斯导航系统,“该有的功能北斗都有,但北斗有自己的独门秘籍。

      在抖音节目里,他总结了北斗的“1+6”特色功能。“1”指的是基本的导航、定位、授时功能。6指的是区域短报文、全球短报文、搜救服务、星基增强、地基增强、精密单点定位等服务。后续发展将让“1”越来越强,“6”的功能越来越丰富。

      

      林宝军表示短报文功能是我们北斗有,而其他系统没有的功能。该功能可以简单理解为“用卫星信号发送短信”。他举例,汶川地震时期,整个地面设施所有的导航系统都不好使,第一个把信息传出来的人就是利用了北斗的短报文。据报道,美国GPS之父帕金森教授曾对北斗的这一功能赞不绝口:既能够知道你在哪里,也能够知道我在哪里。

      林宝军说,“渔民出海遇险时,就可以通过北斗来求救,他不仅能把自己的位置和情况发出去,还能收到回复,渔民知道已经有人来救他了,心里多踏实。”据了解,北斗三号组网成功后,系统整体的短报文通信服务完成升级拓展,既能传输文字,还可传输语音和图片。

      此外,北斗三号组网卫星采用的是“一星两钟”,同时配置两个氢钟和两个铷钟,保证北斗的精度比世界其他导航系统高约10倍,每300万年才会差一秒。

      北斗”背后的科普天团

      据了解,林宝军参与的这期科普节目在抖音上收获了660万人次观看。一位网友评价,知道北斗很牛,但没想到这么牛。近年来,越来越多的科学家关注“北斗三号”,解答包括北斗项目是怎么诞生的、它用到哪些技术、北斗如何影响我们的生活等问题。

      80后”中科院空天信息创新研究院研究员徐颖,担任北斗专项试验系统分系统主任设计师。2022年初,中国科学院大学将徐颖科普北斗的视频搬上抖音,大受欢迎,播放量已超过7000万。

      

      除了开放兼容,北斗的另一个重要原则就是“自主”,所有天线、射频、基带、原子钟和用户终端,都100%国产化。“核心关键技术永远求不来,要不来,只能靠自己,只有核心关键技术不依赖于其他国家,你才能够叫做真正的独立自主。”徐颖在视频中讲到。

      

      长三甲系列火箭被称为北斗导航工程的“专属列车”。20年时间里,长三甲系列火箭共进行了44次发射,将4颗北斗导航试验卫星、55颗北斗导航卫星成功护送升空。今年7月,原长三甲系列火箭总设计师兼总指挥、84岁的龙乐豪院士出现在抖音与中国科协“科创中国”联合推出的知识栏目《院士开讲》。他认为北斗三号系统总体性能不输美国GPS。龙乐豪称,2035年建成的以北斗为核心的空间PNT系统,将是我国核心空间基础设施。

       从物理距离来看,北斗卫星远在离地面3万多公里的高空,但在中国工程院院士、国家农业信息化工程技术研究中心主任赵春江眼中,北斗就在我们身边。在另一期《院士开讲》里,他表示装了北斗导航定位系统的农机可以轻松进行施肥、喷施农药等工作,实现人不进田就能完成农田作业。赵春江期待“农机+北斗”吸引更多年轻人从事农业。

      徐颖表示自己经常被记者问到,北斗相比国外其他的卫导系统,有什么劣势和不足?她认为,北斗“最大的不足”就在于比GPS晚了二三十年,在应用的成熟度和推广的普及度上不如GPS。这正是徐颖坚持做科普的原因之一。

      

      

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