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    2017-12-01 20:02 来源:欧星娱乐

      新闻配景  11月5日,我国第三代导航卫星——斗极三号的首批组网卫星(2颗)以“一箭双星”的发射方法顺遂升空,它标志取我国正式开端制作“斗极”环球卫星导航系统。那么,斗极三号与前两代“斗极”导航卫星,即斗极一号、斗极二号有什么分歧?它都采用了哪些新技巧?  多少种卫星导航系统  要搞清我国三代“斗极”导航卫星的异同,首先应了解以下多少种卫星导航系统,看看斗极一号、二号跟三号分别是属于哪一种。  至今,卫星导航技巧已先后发展了两年夜类:一类卫星导航系统是采用多普勒测速道理,即应用测量导航旌旗灯号的多普勒频移来求出距离变更率停止导航定位,但因为这种方法存在不能继续实时导航等一些毛病,所以采用这种道理的卫星导航现已基本没有了。另一类卫星导航系统采用时间测距道理,即应用测量导航旌旗灯号传播时间来求出距离停止导航定位,今朝年夜多半卫星导航系统都采用这种方法,包含三代“斗极”导航卫星,但即使这样,它们仍各不相同。

      因为卫星导航系统又可分有源(自动式)跟无源(主动式)两种。

    我国斗极一号卫星导航系统采用有源方法,即用户停止导航定位时要自动向卫星发送旌旗灯号,斗极二号跟斗极三号卫星导航系统采用无源跟有源相联合的方法,停止无源卫星导航时,用户只要接收导航卫星旌旗灯号。

    美国的“环球定位系统”、俄罗斯的“格洛纳斯”、欧洲的“伽利略”等卫星导航系统都采用无源方法。

      依据导航卫星的旌旗灯号笼罩规模,卫星导航系统还可分为地区性卫星导航系统跟环球性卫星导航系统,我国的斗极一号、二号卫星导航系统以及日本、印度的卫星导航系统等属于前者,美国、俄罗斯、欧洲跟我国的斗极三号卫星导航系统属于后者。  别的,导航卫星还可依据卫星的轨道高度,分成近地轨道、地球中圆轨道、倾斜地球同步轨道跟地球运动轨道导航卫星多少种。我国斗极一号为地球运动轨道导航卫星,而斗极二号跟三号导航星座都由地球中圆轨道导航卫星、倾斜地球同步轨道导航卫星跟地球运动轨道导航卫星组成。今朝,美国、俄罗斯跟欧洲的导航卫星都运行在地球中圆轨道,印度跟日本的导航卫星星座均由倾斜地球同步轨道导航卫星跟地球运动轨道导航卫星组成。  有其余卫星导航系统不存在的机能  今朝,卫星导航已成为当今社会重要的空间信息基础底细举措措施,其应用只受设想力的限制,存在普遍的社会、经济、科技跟国防意思。是以,我国很重视卫星导航系统的扶植,并分三个阶段实行发射,即先制作有源地区卫星导航系统,再制作无源与有源相联合的地区卫星导航系统,最终制作无源与有源相联合的环球卫星导航系统。  2000年10月至12月为第一阶段。我国先后发射了4颗斗极一号导航卫星(后两颗为备份),它们运行在经度相距60°的地球运动轨道,从而建成了世界首个有源地区卫星导航系统。该系统不只可供给地区导航定位,还能停止双向数字报文通讯跟精密授时,特别适用于需要导航与移动数据通讯相联合的用户。其办事规模为国内;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。  2007年至2012年为第二阶段。我国连续发射了16颗斗极二号导航卫星,最终建成了由14颗斗极二号(5颗运动轨道导航卫星+5颗倾斜地球同步轨道导航卫星+4颗中圆地球轨道导航卫星)组成的、采用无源与有源卫星导航方法相联合的地区卫星导航系统。如果说GPS只能告诉用户什么时间、在什么地方,“斗极”还能够将用户的地位信息发送出去,让其余人能够知道用户的情况,较好地解决了何人、何事、何地的成绩。其办事规模为亚太地域;定位精度为10米;测速精度为米/秒;授时精度为50纳秒;短信字数每次为120个字。  2017年至2020年为第三阶段,我国将先后发射35颗斗极三号导航卫星(5颗运动轨道卫星+3颗倾斜地球同步轨道卫星+27颗中圆轨道卫星),建成采用无源与有源导航方法相联合的环球卫星导航系统。其办事规模为环球;定位精度为至5米;测速精度为米/秒;授时精度为20纳秒;每次短信字数也增加了。它将为平易近用用户收费供给约10米精度的定位办事、米/秒的测速办事,而且将为付费用户供给更高精度品级的办事。跟着“斗极”地基增强系统供给初始办事,它还可供给米级、亚米级、分米级,乃至厘米级的办事,届时,“斗极”的定位精度将与美国GPS相媲美。  建成后的斗极环球导航系统将为平易近用用户收费供给约10米精度的定位办事。  存在高精度、高靠得住、高保险、多功效的“斗极”环球卫星导航系统有一些美国、俄罗斯跟欧洲环球卫星导航系统不存在的机能跟特征,比方,其空间段采用三种轨道卫星组成的混杂星座,且与其余卫星导航系统比拟高轨卫星更多,是以抗遮挡能力强,尤其在低纬度地域机能特征更为明显;斗极三号可供给多个频点的导航旌旗灯号,能够经由过程多频旌旗灯号组合应用等方法进步办事精度;该卫星系统立异融合了导航与通讯能力,存在实时导航、快速定位、准确授时、地位报告跟短报文通佩办事五年夜功效。  斗极三号亮点多多  因为斗极三号导航卫星需采用许多新技巧,为此,我国在2015年至2016年连续发射了5颗斗极三号试验卫星,验证了以高精度星载原子钟、星座自立运行等为代表的卫星载荷关键技巧,以轻量化、长命命、高靠得住为典范特征的卫星平台关键技巧,基于星地链路、星间链路、全新导航旌旗灯号体系体例的导航卫星运行控制关键技巧,以及98%的国产化器件,关键器件均为“中国造”。  从2017年11月5日发射首批斗极三号(2颗)地球中圆轨道导航卫星起,我国正式开端制作“斗极”环球卫星导航系统。与斗极二号比拟,除了办事地区由地区笼罩扩大到环球笼罩外,斗极三号在精度跟靠得住性上都有很年夜的进步。其单星计划寿命由曩昔的8年进步到10至12年,并首次提出“包管办事不连续”目标。  别的,另有以下重年夜技巧立异或改良。斗极三号中圆地球轨道卫星采用了新型的导航卫星公用平台,它存在功率密度年夜、载荷承载比重高、设置设备摆设产物结构灵活、功效拓展顺应能力强等技巧特征,可为系统后续功效跟需要拓展供给更年夜的顺应能力,将实现卫星导航系统的定位、授时跟导航的办事营业,兼容天基数据传输、新营业载荷的在轨应用,能作为天基数据传输收集的广播节点。作为世界上独一的由3种轨道卫星组成的导航系统,斗极三号未来还将依照国际尺度增加环球搜救、环球地位报告、星基增强等拓展办事。  斗极三号地球运动轨道卫星与倾斜地球同步轨道卫星采用年夜型卫星平台,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、短报文通讯与地位报告等系统;成为天基数据传输收集的中央节点。  斗极三号卫星星座首次装备了相控阵星间链路(在卫星之间搭建的通讯测量链路),解决了境外监测卫星的困难,成为一年夜特征。这样能实现对运行在境外的卫星停止监测、注入功效,并可实现卫星之间的双向精密测距跟通讯,从而能够停止多星测量,自立盘算并修改卫星的轨道地位跟时钟系统,年夜年夜削减对空中站的依附,进步全部系统的定位跟办事精度。星间链路是“斗极”实现自立导航的关键,不只实现了斗极卫星互相间的通讯跟数据传输,还能互相测距,自动“保持队形”,减轻空中治理保护压力。所谓自立导航,就是指即使空中站全部掉效,30多颗“斗极”导航卫星也能经由过程星间链路供给精准定位跟授时,空中用户经由过程手机等终端接收导航卫星的旌旗灯号,仍然能停止定位及导航。  家喻户晓,导航卫星上的原子钟机能对全部卫星导航系统的机能有重要影响。斗极三号卫星采用我国新型高精度铷原子钟跟氢原子钟。与斗极二号卫星采用的原子钟比拟,斗极三号上的原子钟在产物体积、重量方面年夜幅降低,天天的频率稳固度进步了10倍,综合目标到达国际抢先水平。其上的氢原子钟精度将比斗极二号的星载铷原子钟进步一个数目级。铷原子钟天稳固度为每1万秒误差10-14秒量级,氢原子钟天稳固度为每1万秒误差10-15秒量级。原子钟技巧的进步,直接推进了“斗极”系统的定位精度由10米量级向米级跨越,测速跟授时精度同步进步一个量级。  斗极三号进一步提升了继续性、稳固性跟可用性的目标,采用多项新技巧进步了卫星的抗干扰能力,非筹划中止目标为每年次,到达国际先历水平。它采用了多重靠得住性“加固”措施,可最年夜限制增强系统的保险系数。好比,系统建成后运行卫星数目年夜于办事必需卫星数,即卫星有备份;装备了多台铷原子钟,构成“双保险”一路供给办事;还采用了软件冗余、毛病自我诊断跟毛病自我修复等多项措施,可包管系统靠得住性。  该卫星还在世界上首次实现了卫星的在轨自立齐备性监测功效,这一功效对平易近航、自动驾驶等性命平安领域用户来说,存在极强的适用价值。它将增加机能更优的互操纵旌旗灯号,即与世界其余卫星导航系统兼容性更好的旌旗灯号B1C跟B2a旌旗灯号。其全新的导航旌旗灯号体系体例跟强盛的在轨重构功效,也将极年夜地提升用户闭会,因为经由过程兼容互操纵技巧,可为用户能在终端上接收多个旌旗灯号奠基基础底细,给用户供给多种抉择计划。  依据筹划,2018年前后实现18颗斗极三号卫星发射,届时将面向“一带一路”国家跟地域供给基本办事。到2020年前后,斗极三号系统面向环球供给全天候、全天时为各种用户供给高精度、高靠得住的定位、导航、授时办事。“斗极”发展蓝图是构开国家综合定位、导航跟授时系统扶植,以“斗极”系统为焦点,建整寰宇一体(包含太空、空中、水下、室内)、笼罩无缝、平安可托、高效便捷的国家综合定位、导航跟授时系统。  延伸浏览  斗极卫星是怎样导航定位的  我国第一代导航卫星辰极一号与第二代导航卫星辰极二号以落第三代导航卫星辰极三号在工作道理上有明显分歧之处。  斗极一号卫星导航系统是经由过程采用卫星无线电测定营业方法来确定用户的地位。在一样平常平凡,空中中央站经2颗斗极一号地球运动轨道卫星赓续向用户询问能否需要定位的旌旗灯号,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2颗斗极一号地球运动轨道卫星向中央站发送需要定位的请求旌旗灯号。这时,空中中央站经由过程测量旌旗灯号的往返时间来算出用户终端分别到每颗卫星的距离。因为卫星的地位是已知的,所以能够用这2个距离测量数据进一步推算出用户地位。末了,空中中央站将该定位旌旗灯号经1颗卫星传给用户终端。  采用这种方法的优点所需卫星少,只要2颗卫星就行;存在导航定位、发短报文跟精密授时等多种功效。但其定位精度不高,系统用户容量无限。  斗极二号跟斗极三号卫星导航系统在国际首次实现了采用卫星无线电测定营业跟卫星无线电导航营业相联合的集成体系体例方法来为用户导航定位。所谓卫星无线电导航营业,就是用户主动测量来自至少4颗在卫星时钟控制下的导航卫星继续发送的无线电导航旌旗灯号,并依据这些卫星旌旗灯号的分歧传输时间,来测定用户到这些卫星的分歧距离,而后经由过程用户终端的数学运算获得用户的三维坐标与速度。

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