军事:中国大国重器北斗三号卫星究竟是怎样炼成的?(3)
杨长风说,北斗三号所配备的铷钟,其稳定度达到E-14量级,“这相当于300万年只有1秒误差”。
中国航天科技集团五院北斗三号卫星总设计师王平说,这一技术进步,直接推动了我国全球导航系统定位精度,由之前“区域系统”的10米,跨越到后续“全球系统”米级分辨率,测速和授时精度同步提高一个量级。
五院原子频标领域首席专家贺玉玲博士透露,当前,中国航天科技集团五院西安分院正在研制甚高精度铷原子钟,争取未来将导航卫星的定位精度、授时精度再提高一个量级,届时,这种追求精度极致的探索,或将带动新兴产业和新兴社会应用的出现。
“灵魂”:离“天地之间万物互联”不远了
当然,只有一颗卫星不足以称之为系统。我们常说的北斗,是中国北斗卫星导航系统的简称,不是指一颗卫星,以北斗三号这一代为例,按照计划,要到2020年,完成30多颗组网卫星发射,才能构成全球卫星导航系统,实现所谓的全球服务能力。
另一个容易被忽略的细节是,除了空间段这30多颗卫星,整个北斗系统还包括地面段和用户段,前者有地面基准站,后者有用户终端。
这就引出一个问题,即我国很难像GPS那样,在全球大范围建立地面站,为解决境外卫星的数据传输通道,似乎只能从“星间链路”下手——在卫星之间搭建的通信测量链路,实现了卫星与卫星、卫星与地面站的链路互通。
这就是说,虽然我们“看不见”处在地球另一面的北斗卫星,但通过北斗卫星的星间链路,同样能和它们取得联系。
五院西安分院北斗导航副总设计师张立新说,星间链路技术就好比让北斗三号“太空兄弟手拉手”,不仅相互间通信和数据传输,还能相互测距,自动“保持队形”,可以减轻地面管理维护压力。
当然,星间链路并非只是“地面站难以大范围建设”的权宜之计,也是掌握着“主动出击”“自主导航”的关键。
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仍旧能进行定位及导航”。
张立新说,由于北斗导航卫星的地面站较少,地面系统的全球连续完好性监测,和实时告警的时间一般需要“数十秒到几小时”,而卫星上的直接监测预警,仅仅需要几秒钟的时间。
在他看来,卫星自主完好性监测,是北斗三号的一项新技术,相较于美国的GPS、俄罗斯的格洛纳斯以及欧洲的伽利略等导航卫星系统,中国北斗在世界上首次实现了卫星的在轨完好性自主监测功能。
