收官之星成功发射，北斗导航实现全球组网！研发过程全揭秘

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原标题：收官之星成功发射，北斗导航实现全球组网！研发过程全揭秘

6月23日，由中国航天科技集团有限公司五院（以下简称“航天五院”）抓总研制的第55颗北斗导航卫星成功发射。至此，北斗三号30颗组网卫星已全部到位，北斗三号全球卫星导航系统星座部署全面完成。

“收官之星”负责增强北斗三号整体技术指标

6月23日上午9时43分，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。

北斗三号全球卫星导航系统由三种不同轨道的卫星组成，包括24颗MEO卫星（地球中圆轨道卫星），3颗IGSO卫星（倾斜地球同步轨道卫星）和3颗GEO卫星（地球静止轨道卫星）。

在航天五院，GEO卫星被科学家们称为“吉星”。今天发射的第55颗北斗导航卫星，便是“吉星”三兄弟中的“老三”。因此，大家又昵称它为“嚞（音“哲”zhé）星”。

“吉星”家族虽然数量不多，却肩负着显著增强北斗三号整体技术指标的职责。它们具备无线电导航、无线电测定、星基增强、精密单点定位、功率增强、站间时间同步和定位六大本领，可为我国及周边地区用户提供导航及增强服务。

同时，“吉星”家族还延续了北斗导航系统最鲜明的特色，能提供有源定位和短报文通信服务。

有源定位，是北斗特有的“基因”。两颗“吉星”联手，不仅能回答用户“我在哪”，还能告诉关注着用户行踪的相关方“你在哪”，在搜救、渔业等领域被广泛使用，是保障民生安全的“千里眼”。

短报文通信，在北斗三号系统中有了进一步的提升。信息发送能力从一次120汉字提升到一次1200汉字，突发情况时无需字斟句酌，足以将情节一次性说清楚，还可发送图片等信息，应用场景更为丰富。

卫星试验队经历了“最累的一次发射场任务”

在疫情的考验下，航天五院卫星试验队经历了一段特殊的发射场历程。

“嚞星”试验队在2020年4月2日就已出征发射场。近两个半月的经历，是历次发射场任务中连续在场时间最长的一次。但试验队的工作节奏并没有因时间延长而缓解，反而更加紧张。

鉴于疫情影响，试验队提前谋划，提前准备和开展短线项目。有的队员在春节后的2月1日进场，3月中旬才结束上一发“吉星”的发射任务，为了更好地完成卫星进场前的辅线工作，就留在了发射场。连续两发任务下来，2020年已经过去了一半。

尽管在发射场坚守的都是有着丰富进场经历的“老北斗人”，但是大家普遍反映，这次发射场任务是最累的一次，精神高度紧张地审文件、查数据、做记录、想预案。“为了不留隐患、不留遗憾，得拼啊。”队员们说。

北斗三号系统的服务区域将扩展至全球

从汶川救灾到珠穆朗玛峰高程测量，自北斗一号开始，北斗导航系统在我国的社会生活中发挥了重要作用。

2009年12月，北斗三号立项。随着星座部署的完成，北斗三号可以为用户提供更优质的服务，它的服务区域也将扩展至全球。

作为一种基础设施，卫星导航服务的连续性和稳定性十分重要。航天科技集团五院北斗三号卫星总指挥迟军介绍，就像停水、停电影响城市生活一样，卫星导航服务一旦中断，国家和社会的正常运行也会受到很大的影响。因此，北斗三号卫星采取了多项可靠性措施，使卫星的设计寿命达到12年，达到国际导航卫星的先进水平。

为了提高服务的精度，北斗三号配置了新一代原子钟，通过提升原子钟指标，提升卫星性能、改善用户体验。原子钟利用原子跃迁频率稳定的特性保证时间的精准性，目前国际上主要有铷原子钟、氢原子钟、铯原子钟等。北斗卫星采用铷原子钟，同时还配置了性能更高的新研国产氢原子钟。

由于北斗导航系统不能像美国GPS那样在全球建立地面站，为了解决境外卫星的数据传输通道，航天五院北斗三号研制团队还攻克了星座星间链路技术，采取星间、星地传输功能一体化设计，实现了卫星与卫星、卫星与地面站的链路互通。

北斗导航系统影响重大 坚持核心技术自主可控

据航天科技集团五院北斗三号卫星总设计师陈忠贵介绍，北斗导航系统提供的是时间基准和空间位置基准，对国家的重要性和人民生活的影响程度非常大。比如当前的热点新基建，时间基准和空间位置基准就是至关重要的基础。从这个角度看，北斗导航系统是“新基建的基建”，“基础的基础”。

被问到建设北斗全球导航系统难在哪儿，航天五院北斗三号工程副总设计师、卫星首席总设计师谢军提出了“北斗灵魂四连问”：“高精度的太空灯塔如何建立起来？自己的位置谁来测？怎么保持稳定？并且多颗卫星如何能够安全、可靠地工作？”

这“四连问”，涉及到卫星本体构造、导航总体技术、核心单机研制、自主创新突破四个方面。从北斗一号、北斗二号再到北斗三号，中国航天人走过了数十年的艰难攻关之路。

1994年，北斗一号系统工程立项，航天五院组建了卫星研制队伍，全面展开研制工作。然而，当时国外进行技术封锁，国内的部件厂家尚未成熟，北斗一号研制只能在摸索中起步。

2003年建成的北斗一号解决了卫星最基本的问题，比如控制系统的转动机构、为卫星提供配电的太阳帆板等。这些核心产品的国产化，让北斗卫星的身体有了一副中国体格。

2012年完成组网的北斗二号打破了国外的技术封锁，攻克了以导航卫星总体技术、高精度星载原子钟等为代表的多项关键技术，让卫星导航系统“心脏”跳动出中国心率。

北斗三号则开始了从并跑到领跑的征程。航天五院卫星团队率先提出国际上首个高中轨道星间链路混合型新体制，形成了具有自主知识产权的星间链路网络协议、自主定轨、时间同步等系统方案，填补了国内空白；建立了器部件国产化从研制、验证到应用一体化体系，打破了核心器部件长期依赖进口、受制于人的局面。

如今，北斗导航卫星单机和关键元器件国产化率达到100%。通过三代北斗导航系统的探索与实践，中国航天人终于在国产化之路上交出一份闪亮的答卷。

采写：南都记者冯群星 通讯员 周寻 庞丹游戏网

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