手机版| 最新资讯
当前位置:首页 > 时政要闻 > 正文 >

北斗起步时只能实现二维定位,如果当时放弃了……

http://wxfzzx.cn 2020年08月04日 07:28 来源:校内网博客 手机版

  [文/ 观察者网专栏作者 石豪]

  北京时间7月31日10时48分,习近平主席在人民大会堂宣布北斗三号全球卫星导航系统正式开通。

  从此,中国自己的卫星导航系统终于以完整的姿态向全球用户提供服务。

  但北斗系统的意义,还远不止于此。

  中国的“大星座”

  现在提到卫星,我们的第一反应就是“人造地球卫星”。但在航天时代的早期,卫星更多地是一个天文学概念??月球是地球的卫星,苏联的“斯普特尼克1号”也可以看做地球的卫星,只不过是人造的而已。

  那个时候,人造卫星的数量稀少,并且各自为战,每颗卫星单独工作,卫星之间基本没有关联。

  但这还不够,远远不够。

  卫星导航的概念是颠覆性的,人类终于有可能实现真正自由的远行,不依赖罗盘磁针,不依赖日月星辰,不必在人迹罕至的深山老林建设定位电台。

  卫星星座是“由两颗或两颗以上卫星,为实现共同任务目标所组成的卫星系统”。

  导航星座,则是卫星星座这个概念最直接的应用。

北斗三号星座 | 图片来源:中国航天科技集团有限公司

  卫星星座能完成单星无能为力的任务,也能通过系统层面的设计令“各自为战”的单星联合起来,达到更高的效能。但是,想建设优秀的卫星星座,还要面临诸多挑战。

  比如:星座的设计要满足任务需求,并在此基础上的尽可能降低成本,实现总体最优;星座的发射组网需要合适且可靠的运载火箭,并且要有足够的能力完成快速组网,时间拖得太长就会出现收官星尚未发射,首发星却即将退役的窘境。

  星座的建成并不是完事大吉,在轨运营同样要求甚高:既要求地面有实时的全面管控能力,又要求星座能够在无人照料的情况下自主运营;既要保证每颗卫星在寿命内可靠运行,又要在发生意外故障时及时调度,确保服务不中断、星座不掉线。

  当星座内卫星的寿命即将耗尽之时,还需要吐故纳新,安排新一代卫星来接班,同时不能让失效的老旧卫星干扰星座运行。

  如此种种,考验的是航天人的系统工程水平,更是国家的综合国力。

  而北斗三号星座的成功,证明了中国航天系统工程能力的卓越,也宣示着中国已经有足够的能力建设并运营大型空间系统。

  导航卫星的“大星座”来了,遥感和通信卫星的“大星座”还会远吗?

  导航系统的“合纵连横”

  世界上总共有四个能提供全球服务的卫星导航定位体系:美国GPS、俄罗斯GLONASS、中国北斗和欧洲伽利略。美国率先完成,俄罗斯紧随其后,中国是第三个建成的,而更早上马的欧洲伽利略系统至今仍然在等待后续的完全运行能力(FOC)组网星。

  与曾经期待加入的伽利略系统相比,我们的北斗后发而先至,甚至完成了从区域有源双星定位,到区域无源定位,再到全球覆盖的三步走战略。

  再看欧洲,左手握着能够一箭四星的阿丽亚娜-5运载火箭,右手握着中国曾经不掌握的星载原子钟等先进技术,头上顶着一众老牌资本主义强国的光环,怎么说也不会比我们的进度慢。

阿丽亚娜-5火箭一箭四星发射伽利略卫星 | 图片来源:Stephane Corvaja @ESA

  但谁让伽利略的“大脑”决策混乱不堪呢?有人想往东,有人想往西,走两步退三步,总在原地打转转。

  这大概就是“体制问题”吧。

  当然,伽利略系统诞生的原因还是欧洲希望摆脱对美国GPS系统的依赖,这确实是一个很现实的问题。

  借助首发优势和当年强大的软硬件实力,美国的GPS设备从上世纪90年代开始在全世界倾销。对GPS的依赖意味着美国成为了其他国家的“导航之神”,可以仅凭自己的好恶决定他人“生死”。1999年印巴冲突期间,美国就曾经对冲突区域关闭过GPS信号,令印度的战斗机和制导武器大受影响。

GPS卫星发展历史 | 图片来源:洛克希德?马丁公司

  因此,就算是美国的盟友,就算是美国羽翼下的北约组织成员,欧洲诸国依然要发展自己的导航星座。

  盟友尚且有防人之心,更何况是被美国长期敌视的中国。

  再看俄罗斯,尽管在苏联时期已经开始建设格洛纳斯(GLONASS)系统,但限于电子工业水平,早期卫星寿命普遍偏短,实际工作时间只有一到两年。在苏联解体后,俄罗斯虽然一度完成了GLONASS的组网,但星座的运营长期举步维艰,俄军甚至曾需要依靠GPS接收机。

  GLONASS卫星发展历史 | 图片来源:俄联邦航天局

  对于北斗系统,俄罗斯同样存在着自己的期待。俄联邦中央机械制造研究所定位导航授时信息分析中心(GLONASS-IAC)作为官方机构,就一直在关注着GLONASS与北斗的协同效果。根据他们发布的实时监测数据来看,如果同时应用北斗和GLONASS,则导航卫星的可见数量与星座的位置精度因子(PDOP值)都将有显著提升。

12

Copyright © 2018 中国法治传媒网 版权所有 Power by wxfzzx.cn 本站文章转载于网络,如有侵权内容请发邮件至:(请将#换成@发邮件) 处理。

Top