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解码北斗三号:有其他卫星导航系统不具备的性能

2017-11-08 05:20:58    中国新闻网  参与评论()人

北斗三号地球静止轨道卫星与倾斜地球同步轨道卫星采用大型卫星平台,它能集成多种载荷,兼容实现天基增强、可动点波束功率增强、短报文通信与位置报告等系统;成为天基数据传输网络的中心节点。

北斗三号卫星星座首次配备了相控阵星间链路(在卫星之间搭建的通信测量链路),解决了境外监测卫星的难题,成为一大特色。这样能实现对运行在境外的卫星进行监测、注入功能,并可实现卫星之间的双向精密测距和通信,从而能够进行多星测量,自主计算并修正卫星的轨道位置和时钟系统,大大减少对地面站的依赖,提高整个系统的定位和服务精度。星间链路是“北斗”实现自主导航的关键,不仅实现了北斗卫星相互间的通信和数据传输,还能相互测距,自动“保持队形”,减轻地面管理维护压力。所谓自主导航,就是指即使地面站全部失效,30多颗“北斗”导航卫星也能通过星间链路提供精准定位和授时,地面用户通过手机等终端接收导航卫星的信号,仍旧能进行定位及导航。

众所周知,导航卫星上的原子钟性能对整个卫星导航系统的性能有重要影响。北斗三号卫星采用我国新型高精度铷原子钟和氢原子钟。与北斗二号卫星采用的原子钟相比,北斗三号上的原子钟在产品体积、重量方面大幅降低,每天的频率稳定度提高了10倍,综合指标达到国际领先水平。其上的氢原子钟精度将比北斗二号的星载铷原子钟提高一个数量级。铷原子钟天稳定度为每1万秒误差10-14秒量级,氢原子钟天稳定度为每1万秒误差10-15秒量级。原子钟技术的进步,直接推动了“北斗”系统的定位精度由10米量级向米级跨越,测速和授时精度同步提高一个量级。

北斗三号进一步提升了连续性、稳定性和可用性的指标,采用多项新技术提高了卫星的抗干扰能力,非计划中断指标为每年0.4次,达到国际先进水平。它采用了多重可靠性“加固”措施,可最大限度增强系统的保险系数。比如,系统建成后运行卫星数量大于服务必需卫星数,即卫星有备份;配备了多台铷原子钟,形成“双保险”一起提供服务;还采用了软件冗余、故障自我诊断和故障自我修复等多项措施,可保证系统可靠性。

该卫星还在世界上首次实现了卫星的在轨自主完好性监测功能,这一功能对民航、自动驾驶等生命安全领域用户来说,具有极强的实用价值。它将增加性能更优的互操作信号,即与世界其他卫星导航系统兼容性更好的信号B1C和B2a信号。其全新的导航信号体制和强大的在轨重构功能,也将极大地提升用户体验,因为通过兼容互操作技术,可为用户能在终端上接收多个信号奠定基础,给用户提供多种选择方案。

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