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北京日报客户端三代“北斗”背后故事揭秘:抢在最后期限四小时前发射

【北京联盟摘要_北京日报客户端三代“北斗”背后故事揭秘:抢在最后期限四小时前发射】我们邀请全国空间探陈技巧首席科学传播专家庞之浩就北斗导航系同一路走来的成长过程,和读者一路做些回想。6月23日,我国北斗三号全球卫星导航体系最后一颗组网卫星在西昌卫星发射中间焚烧升空第一代北斗闻绫抢价廉&rdquo


经过26年的努力,2020年6月23日,我国第59颗“北斗”导航卫星升空,“北斗”三号全球卫星导航系统星座终于在太空落成。回首中国“北斗”自主创新的发展历程,作为“北斗”导航卫星研制的“国家队”——航天五院的研制团队汇聚各方力量,携手拼搏,走出了一条独特的探索道路。我们约请全国空间探测技术首席科学传播专家庞之浩就“北斗”导航系统一路走来的发展过程,和读者一起做些回顾。。北京日报客户端三代“北斗”背后故事揭秘:抢在最后期限四小时前发射
北京日报客户端三代“北斗”背后故事揭秘:抢在最后期限四小时前发射
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6月23日,我国北斗三号全球卫星导航系统最后一颗组网卫星在西昌卫星发射中心点火升空
第一代“北斗”“物美价廉”
问:我们国家的“北斗”系统建设是怎样开始的?最早的“北斗”一号系统为什么只有两颗星?
答:在当今的信息社会里,70%以上的信息与定位和时间有关,所以卫星导航与互联网、移动通信并称21世纪信息技术领域的三大技术。北斗导航可以军用、民用和商用以及混用,现已是重要的空间信息基础设施。其应用只受想象力的限制,可谓无孔不入,改变了人类的工作、生活甚至思维方式,因而具有广泛的社会、经济、科技和国防等意义。为此,美国、俄罗斯很早就开始发展各自的卫星导航技术。
其实,我国早在20世纪60年代末就准备研制导航卫星——“灯塔”,但由于当时国家技术方向转型、财力有限等原因而中途下马了。
到了20世纪80年代初,随着我国经济、技术的发展,国力的增强,我国又开始积极探索适合国情的卫星导航定位系统的技术途径和方法。当时美国GPS、苏联的“格洛纳斯”导航卫星星座都已开始建造,我国专家经过论证分析认为,美苏的全球导航卫星星座都将由20多颗卫星组成,规模太大、造价太高,根据我国当时的国情,很难效仿;另外,他们的导航卫星只能导航定位,无法进行通信,所以不能满足日益增长的用户需求;但是,如果仅依赖国外导航卫星,则会受制于人。
那么,有没有解决这些问题的新方法呢?为此,我国航天专家决定为第一代“北斗”开辟一条“物美价廉”的新途径。1983年,中国科学院院士陈芳允创造性地提出采用“双星定位”的设计方案,即利用两颗地球静止轨道卫星,实现国内导航定位。
所谓“双星定位”,就是通过采用卫星无线电测定业务方式来确定用户的位置。该系统具体工作过程是:在平时,地面中心站经两颗地球静止轨道卫星不断向用户询问是否需要定位的信号,而用户终端一般只处于光收听不发信息的状态。当需要定位时,用户终端分别经两颗地球静止轨道卫星向中心站发送需要定位的申请信号。这时,地面中心站通过测量信号的往返时间来算出用户终端分别到每颗卫星的距离。由于卫星的位置是已知的,所以可以用这两个距离测量数据进一步推算出用户位置。最后,地面中心站将该定位信号经1颗卫星传给用户终端。
虽然这种用两颗卫星组建导航系统的设想是美国吉奥星公司首先提出来的,但美国和欧洲的公司在这方面的研制工作均失败了。因此,要想率先实现这项卫星导航定位的创新工程是有一定风险的。为此,陈芳允院士、童凯院士等专家对“北斗”一号“双星定位”系统展开了积极立项论证。
1989年,我国首次利用通信卫星进行了“双星定位”演示验证试验,证明了该技术的正确性和可行性。1994年,我国第一代卫星导航系统“北斗”一号工程立项。
经过不断攻关,2000年,我国建成了由两颗“北斗”一号地球静止轨道导航卫星组成的国内导航卫星星座。其服务范围为北纬5°~55°,东经70°~145°;定位精度为20米;授时精度为100纳秒;短信字数每次为120个字。
这两颗卫星运行在经度相距60°的地球静止轨道,使我国成为世界第三个拥有卫星导航系统的国家,打破了美、俄在此领域的垄断地位。“北斗”一号也是世界第一个有源国内卫星定位系统。所谓有源方式又叫主动式,即用户进行导航定位时要主动向卫星发送信号。

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