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谢军总师《开讲啦》:北斗“巨星天团”背后的故事!

时间:2020年07月06日 信息来源:本站原创 点击:489 字体:

近日,由航天科技集团五院研制的北斗三号“收官之星”成功定点于距离地球三万六千公里的地球静止轨道。卫星有效载荷开通,卫星在轨工作正常。北斗三号全球卫星导航系统星座部署全面完成。

 

央视《开讲啦》栏目邀请到航天科技集团五院北斗三号工程副总设计师、卫星首席总设计师——谢军,在《开讲啦》史上最大讲台——西昌卫星发射中心讲述 “收官之星”背后的故事。

 

北斗:坚定不移走自主创新、自主可控发展道路

 

北斗系统是我们国家独立自主,独立运行的一个卫星导航系统。它对国家安全,国民经济发展和人民生活具有非常重要的意义。为什么GPS在世界上应用面非常广,中国人还要设计研制又花钱、技术又复杂的北斗卫星导航系统呢?谢军总师解释道,在1993年,我们国家的商船“银河号”在公海航行的过程中,GPS信号无故被中断,导致搁浅了三周左右。所以作为中国来讲,我们是一个航天大国,在发展航天项目的同时,必须要有自己安全独立的时频基准系统,一定要把非常重要的空间基础设施——卫星导航系统搞上去。

 

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▲北斗组网模拟图

 

世界上主要的航天国家都在规划和建设自己的卫星导航系统。不光美国有GPS,俄罗斯有格洛纳斯,欧洲也在建立他们的伽利略系统,日本和印度也分别有这样的规划和行动。谢军总师指出,关键产品、关键技术,如果不掌握在自己手里,特别像北斗卫星导航系统这样一个非常重要的国家基础设施,将像沙漠里头的高楼大厦,没有基础是不牢靠的。五十五颗北斗卫星环绕琼宇,是名副其实的“巨星天团”,这背后是北斗人二十六年来对百分之百国产化的坚持。

 

北斗人:把严慎细实落在每个环节工作中

 

卫星导航系统是一个高精度的太空时间和空间的太空灯塔,那么高精度就体现在它自身的参数上,一定是稳定的、准确的。北斗人在一批产品的验收过程中,发现一个细微的螺流参数存在疑点,本着质量第一、不留隐患的原则,拒收了这批产品,又经过两个多月、多重的回合,将这个参数调整好,并专门安排了可靠性专项的试验,证明改正后的产品是可以满足在轨工作要求的,才最终在星上应用。

 

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▲北斗GEO卫星模拟图

 

北斗人在测试过程中观察到比瞬间还短的一纳秒的数据跳动,追根溯源不放过任何风险隐患。一纳秒是什么概念?一纳秒是十的负九次方秒,比瞬间还短。假如一个时钟每天变化一纳秒的话,三百万年之后,时钟会累积变化一秒。谢军总师说,高精度的卫星导航系统是无法容忍一纳秒的偏差,它会导致卫星基准零点三米的偏差,到地面就会变成二十米、三十米的偏差,这样精密的导航定位授时服务就无从谈起了。

 

坚持这样精益求精的极致追求,北斗人确保了五十五颗北斗导航卫星全部成功发射,在轨稳定运行,更是将原来大众用户十米的定位精度提升到优于五米,而厘米级的精确测量也根本不成问题。

 

北斗系统:在服务能力上有巨大优势


中国的北斗,相对于国外的几个卫星导航系统,还是有许多独特之处的。在系统设计上,北斗实际上采用的空间星座,跟美国GPS和其他几个卫星导航系统不一样。美国的GPS只有两万多公里的中圆轨道的MEO卫星,我们中国的北斗同时还有在三万六千公里高度,GEO卫星和IGSO卫星,相对于地球的固定关系和相对的区域关系,它在形成区域的服务能力上有巨大的优势。一般的卫星导航系统它只提供导航定位和授时的服务,中国的北斗卫星有了更多的功能,如短报文、通信位置报告、星基增强等等。

 

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▲北斗全面助力火神山、雷神山医院建设


短报文功能在汶川救援中发挥巨大作用,星基增强和精密单点定位服务让未来无人驾驶和智慧城市建设成为可能。而今年,珠峰高程测量,火神山、雷神山医院的建设,北斗系统都发挥了巨大的作用。谢军总师说,北斗系统在各个领域得到了广泛的应用,但是离天上好用,地上用好,实际上还有很多工作要做。

 

航天事业:既严谨又浪漫


“每一个国家在航天探索过程中都会遇到一些问题,您如何看待航天发展过程中的失利?”这是来自西昌卫星发射中心的一位青年分系统指挥员的提问。谢总认为,航天事业的每一次发射,每一次试验都是高风险的,今天成功了,稍微再有一些变化,它可能失败,成功是差一点失败,失败是差一点成功。在发射前,对卫星、火箭的所有数据,所有状态,都要认真地检查,才能做到发射成功,卫星在轨工作的万无一失。

 

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一位青年代表提问,航天人是因为经常仰望星空的原因,所以都浪漫得不行吗?航天器的名字都跟神话有关,在谢总看来,这是人们要走向太空,实现自己梦想的一种寄托。我们要探月,月亮上就有嫦娥、玉兔,所以我们的探月工程叫“嫦娥”;要造为人类导航定位服务的、告诉人们时间的导航系统,跟天上的北斗星座联系起来,就起名为“北斗”……每一个名字都是隔着漫漫的岁月而来,有着只手摘星辰的豪情。把这些国之重器发射到太空,让它们在太空中遨游,让古代人寄托在神话的梦想变成了现实,还有比这更浪漫的事情吗?



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