新一代北斗導航衛星關鍵技術得到驗證

  中國今年新發射的三顆北斗導航衛星近日完成了在軌“體檢”和關鍵技術的全面驗證，導航信號性能指標較前一代北斗衛星大幅提高，達到了國際先進水平。

  北斗衛星導航系統是中國自主建設、獨立運行，與世界其他衛星導航系統兼容共用的全球衛星導航系統，可在全球范圍內全天候、全天時為各類用戶提供高精度、高可靠的定位、測速、授時服務，并兼具短報文通信能力。中國于今年7月25日發射了第18、19顆北斗導航衛星，于9月30日發射了第20顆北斗導航衛星。

  這三顆衛星的研制單位——中國航天科技集團五院介紹，新一代北斗導航衛星的播發信號數量比以往增加了2倍多，居所有導航衛星播發量首位。

 “這是具有自主知識產權的全新信號格式。在同樣的時間內，導航衛星可發送更多的信號，更好更快地滿足用戶需求。”北斗導航衛星總設計師謝軍說，研制團隊成功地解決了大功率、小型化等難題，使信號利用效率更高，信號品質達到國際先進水平。

  據介紹，衛星研制團隊創新采用了桁架式結構設計，提高了有效安裝面積，縮減了衛星尺寸，減輕了自身重量，增強了平臺的功能。新平臺的輸出功率比以往的北斗導航衛星大，但質量還不到以前的一半，其功率質量比在國際同類衛星中居先進水平。

  專家介紹，北斗導航衛星所處的電磁與空間環境非常惡劣，為提升新一代北斗導航衛星抵抗太空“風雨”的能力，團隊通過大量的優化設計、仿真、試驗，提升了衛星的空間環境適應性。成功入軌以來，三顆衛星始終保持穩定工作，全天時不間斷地播發導航信號。

  另一位北斗導航衛星總設計師王平說，在無法全球布站的情況下，研制團隊采用衛星間互聯互通的星間鏈路技術來建設全球導航系統。

  在浩瀚的宇宙間修筑連接兩顆小小衛星的“高速路”絕非易事。為此，專家設立了全新的自主運行分系統，重點攻關星間鏈路和星座自主導航技術，形成了具有自主知識產權的星間鏈路網絡協議和系統方案的設計，并做了大量的仿真試驗，規避了眾多風險。

  王平說：“星間鏈路功能，讓星與星之間實現了通信、測距，進而大大提升了導航系統的自主可控能力。”

  據介紹，為了讓星與星之間的測距更為精準，研制團隊在提高信號穩定性、提升原子鐘的精度等眾多方面進行了系統優化。今年8月9日，第18、19顆北斗導航衛星首次實現星間建鏈。三個多月以來，這座太空“高速路”持久而穩固，讓用戶測距精度較前一代北斗衛星系統提高了兩倍。

  北斗導航衛星總設計師陳忠貴說：“建設獨立自主的北斗導航系統，必須做到核心在手。”為此，團隊對國產部件反復驗證、測試、迭代，付出的時間超過一般衛星3倍多。

  專家介紹，新一代北斗導航衛星上應用了70余類將近萬只新研國產化元器件，長期依靠進口的行波管放大器組件和高速信號處理器等核心元器件首次實現國產化。