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第四百二十九篇 龐多拉“天毀計劃”三十九

地面段包括主控站、時間同步/注入站和監測站等若干地面站,以及星間鏈路執行管理設施。

使用者段包括北斗及相容其他衛星導航系統的晶片、模組、天線等基礎產品,以及終端設備、應用系統與應用服務等。

藍色星球C國高度重視北斗系統建設發展,自20世紀80年代開始探索適合國情的衛星導航系統發展道路,形成了“三步走”發展戰略:第一步,建設北斗一號系統。1994年,啟動北斗一號系統工程建設;2000年,發射2顆地球靜止軌道衛星,建成系統並投入使用,採用有源定位體制,為中國使用者提供定位、授時、廣域差分和短報文通訊服務;2003年,發射第3顆地球靜止軌道衛星,進一步增強系統效能。

第二步,建設北斗二號系統。2004年,啟動北斗二號系統工程建設;2012年年底,完成14顆衛星(5顆地球靜止軌道衛星、5顆傾斜地球同步軌道衛星和4顆中圓地球軌道衛星)發射組網。北斗二號系統在相容北斗一號系統技術體制基礎上,增加無源定位體制,為亞太地區使用者提供定位、測速、授時和短報文通訊服務。

第三步,建設北斗三號系統。2009年,啟動北斗三號系統建設;2018年年底,完成19顆衛星發射組網,完成基本系統建設,向全球提供服務;計劃2020年年底前,完成30顆衛星發射組網,全面建成北斗三號系統。北斗三號系統繼承北斗有源服務和無源服務兩種技術體制,能夠為全球使用者提供基本導航(定位、測速、授時)、全球短報文通訊、國際搜救服務,中國及周邊地區使用者還可享有區域短報文通訊、星基增強、精密單點定位等服務。

北斗系統的建設實踐,實現了在區域快速形成服務能力、逐步擴充套件為全球服務的發展路徑,豐富了世界衛星導航事業的發展模式。

北斗系統具有以下特點:一是北斗系統空間段採用三種軌道衛星組成的混合星座,與其他衛星導航系統相比高軌衛星更多,抗遮擋能力強,尤其低緯度地區效能特點更為明顯。二是北斗系統提供多個頻點的導航訊號,能夠透過多頻訊號組合使用等方式提高服務精度。三是北斗系統創新融合了導航與通訊能力,具有實時導航、快速定位、精確授時、位置報告和短報文通訊服務五大功能。

截至2018年年底,北斗三號基本系統建成並提供全球服務,包括“一帶一路”國家和地區在內的世界各地均可享受到北斗系統服務。

工程建設方面:(1)空間段實現全球組網。當前,北斗一號系統已退役;北斗二號系統15顆衛星連續穩定執行;北斗三號系統正式組網前,發射了5顆北斗三號試驗衛星,開展在軌試驗驗證,研製了更高性能的星載銣原子鐘(天穩定度達到10-14量級)和氫原子鍾(天穩定度達到10-15量級),進一步提高了衛星效能與壽命;成功發射了19顆組網衛星(其中,18顆中圓地球軌道衛星已提供服務,1顆地球靜止軌道衛星處於在軌測試狀態),構建了穩定可靠的星間鏈路,基本系統星座部署圓滿完成。(2)地面段實施了升級改造。北斗三號系統建立了高精度時間和空間基準,增加了星間鏈路執行管理設施,實現了基於星地和星間鏈路聯合觀測的衛星軌道和鐘差測定業務處理,具備定位、測速、授時等全球基本導航服務能力;同時,開展了短報文通訊、星基增強、國際搜救、精密單點定位等服務的地面設施建設。

系統執行方面:(1)健全穩定執行責任體系。完善北斗系統空間段、地面段、使用者段多方聯動的常態化機制,完善衛星自主健康管理和故障處置能力,不斷提高大型星座系統的執行管理保障能力,推動系統穩定執行工作向智能化發展。

(2)實現系統服務平穩接續。北斗三號系統向前相容北斗二號系統,能夠向使用者提供連續、穩定、可靠服務。

(3)創新風險防控管理措施。採用衛星在軌、地面備份策略,避免和降低衛星突發在軌故障對系統服務效能的影響;採用地面設施的冗餘設計,著力消除薄弱環節,增強系統可靠性。

(4)保持高精度時空基準,推動與其他衛星導航系統時間座標框架的互操作。北斗系統時間基準(北斗時),溯源於協調世界時,採用國際單位制(SI)秒為基本單位連續累計,不閏秒,起始曆元為2006年1月1日協調世界時(UTC)00時00分00秒。北斗時透過中國科學院國家授時中心保持的UTTSC)與國際UTC建立聯系,與UTC的偏差保持在50納秒以內(模1秒),北斗時與UTC之間的跳秒資訊在導航電文中發播。北斗系統採用北斗座標系(BDCS),座標系定義符合國際地球自轉服務組織(IERS)規範,採用2000中國大地座標系(CGCS2000)的參考橢球引數,對準於最新的國際地球參考框架(ITRF),每年更新一次。

(5)建設全球連續監測評估系統。統籌國內外資源,建成監測評估站網和各類中心,實時監測評估包括北斗系統在內的各大衛星導航系統星座狀態、訊號精度、訊號質量和系統服務效能等,向使用者提供原始數據、基礎產品和監測評估資訊服務,為使用者應用提供參考。

截至2018年12月,北斗系統可提供全球服務,在軌工作衛星共33顆,包含15顆北斗二號衛星和18顆北斗三號衛星,具體為5顆地球靜止軌道衛星、7顆傾斜地球同步軌道衛星和21顆中圓地球軌道衛星。

未來,北斗系統將持續提升服務效能,擴充套件服務功能,增強連續穩定執行能力。2020年年底前,北斗二號系統還將發射1顆地球靜止軌道備份衛星,北斗三號系統還將發射6顆中圓地球軌道衛星、3顆傾斜地球同步軌道衛星和2顆地球靜止軌道衛星,進一步提升全球基本導航和區域短報文通訊服務能力,並實現全球短報文通訊、星基增強、國際搜救、精密單點定位等服務能力。

基本導航服務。為全球使用者提供服務,空間訊號精度將優於0.5米;全球定位精度將優於10米,測速精度優於0.2米/秒,授時精度優於20納秒;亞太地區定位精度將優於5米,測速精度優於0.1米/秒,授時精度優於10納秒,整體效能大幅提升。

短報文通訊服務。中國及周邊地區短報文通訊服務,服務容量提高10倍,使用者機發射功率降低到原來的1/10,單次通訊能力1000漢字(14000位元);全球短報文通訊服務,單次通訊能力40漢字(560位元)。

星基增強服務。按照國際民航組織標準,服務中國及周邊地區使用者,支援單頻及雙頻多星座兩種增強服務模式,滿足國際民航組織相關效能要求。

國際搜救服務。按照國際海事組織及國際搜尋和救援衛星系統標準,服務全球使用者。與其他衛星導航系統共同組成全球中軌搜救系統,同時提供返向鏈路,極大提升搜救效率和能力。

精密單點定位服務。服務中國及周邊地區使用者,具備動態分米級、靜態釐米級的精密定位服務能力。

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藍色星球C國積極培育北斗系統的應用開發,打造由基礎產品、應用終端、應用系統和運營服務構成的產業鏈,持續加強北斗產業保障、推進和創新體系建設,不斷改善產業環境,擴大應用規模,實現融合發展,提升衛星導航產業的經濟和社會效益。

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