三類“棋子”均不凡！揭秘北斗獨一無二的“大棋局”

6月25日凌晨，第四十六顆北斗導航衛(wèi)星成功發(fā)射。作為北斗三號第二顆傾斜地球同步軌道衛(wèi)星，它將“落子”高軌道棋盤上，以更廣的區(qū)域、更高的精度，顯著增強北斗三號整體技術指標。

在美國GPS、俄羅斯格洛納斯、歐洲伽利略等紛紛以單一軌道衛(wèi)星部署星座的背景下，北斗獨樹一幟，采用三種軌道衛(wèi)星組成混合導航星座，為國際衛(wèi)星導航技術體系貢獻了中國智慧和中國方案。北斗“棋盤”究竟有哪些奧妙?記者走進了被譽為“北斗大本營”的航天科技集團五院一探究竟。

三類“棋子”均不凡

截至目前，北斗三號已成功發(fā)射了21顆衛(wèi)星，包括18顆MEO衛(wèi)星(中圓軌道衛(wèi)星，因小巧靈活被網友親切地稱為“萌星”)、1顆GEO衛(wèi)星(地球靜止軌道衛(wèi)星，被五院北斗人稱為“吉星”)和2顆IGSO衛(wèi)星(傾斜地球同步軌道衛(wèi)星，被北斗人稱為“愛星”)。此次發(fā)射的第四十六顆北斗導航衛(wèi)星是北斗三號的第二顆“愛星”。

正如棋子落在縱橫交錯的棋盤上，這三類衛(wèi)星在不同的軌道上堅守著崗位。萌星是全球組網的主力，不辭辛勞地繞著地球滿場跑著，讓自己的星下點軌跡不停地畫著波浪線，以求覆蓋到全球更廣闊的區(qū)域;吉星則始終隨著地球自轉而動，以便時刻聚焦祖國;愛星則像辛勤的蜜蜂一樣，讓自己的星下點軌跡始終聚焦亞太地區(qū)跳8字舞。

這三類戰(zhàn)功赫赫的棋子，并非在北斗三號系統(tǒng)中首次聯手，他們在北斗二號系統(tǒng)中就聯袂展示了“中國功夫”，只不過各自的崗位職責發(fā)生了變化。

立足國情巧設計

其實，承擔全球組網任務，有萌星足矣，為何還要將愛星和吉星拉入戰(zhàn)隊?這是由中國北斗獨特的“先區(qū)域、后全球”的技術途徑決定的。

中國-亞太-全球，三步走的路線決定了北斗的格局。在前兩步里，北斗需要鎖定中國和亞太地區(qū)提供服務，吉星和愛星顯然更有優(yōu)勢，而萌星則不太經濟實惠，況且當時萌星上的很多關鍵技術尚未突破。為此，五院北斗人首次建成了 GEO/IGSO/MEO 混合星座，以最少的衛(wèi)星數量建設了集基本導航、位置報告等多種業(yè)務于一體的北斗二號區(qū)域衛(wèi)星導航系統(tǒng)，成為世界上區(qū)域衛(wèi)星導航系統(tǒng)建設的典范。

這種技術體制可以高效構建區(qū)域系統(tǒng)，兼顧拓展全球系統(tǒng)。在北斗二號系統(tǒng)的建設中，通過4顆萌星發(fā)射并在軌運行，逐步攻克了一系列瓶頸問題。因此，當北斗開啟全球組網征程后，躍升為主力的萌星得以大顯神威。

此時吉星和愛星就可以退出歷史舞臺了嗎?當然不!北斗星座是一個團隊，最講求優(yōu)勢互補、整體最優(yōu)。北斗人充分考量了吉星和愛星的優(yōu)勢，為他們設計了數量不多、作用卻很關鍵的崗位。他們不僅承擔著配合萌星、顯著增強北斗三號整體技術指標的“助攻”職責，還攜帶了很多“神器”，為未來的北斗之路進行拓展和驗證。

獨特棋盤顯功底

充滿智慧的方案設計，若落實不到行動中，終是一紙藍圖。從設計走向建成，最考驗技術實力和鍥而不舍的精神。五院北斗人自1994年北斗一號立項之時，便踏上了漫漫北斗路。

為建成國際上首個混合星座區(qū)域導航衛(wèi)星系統(tǒng)，即北斗二號衛(wèi)星系統(tǒng)，五院突破了混合導航星座設計、高穩(wěn)定性信號播發(fā)通道、有源和無源定位一體化、星載原子鐘高精度高穩(wěn)定熱控等眾多關鍵技術，首次實現導航定位、短報文通信、差分增強三種服務融為一體。

邁入第三步，在建設世界一流的北斗全球系統(tǒng)的過程中，五院實現了我國導航衛(wèi)星能力的提升和跨越：我國首個全桁架式衛(wèi)星平臺、首次實現獨具特色的新型導航信號播發(fā)、突破多軌道混合星座星間鏈路技術、突破衛(wèi)星自主健康管理技術……

在北斗長征路上，五院從摸爬滾打中首創(chuàng)了航天項目群管理模式，形成了一套新體系探索、關鍵技術攻關、成果轉化、人才培養(yǎng)的良性機制和完備的科研配套設施，有力支撐了北斗衛(wèi)星組批生產和密集發(fā)射，創(chuàng)造了星座組網的“中國速度”。

為建設完善更加泛在、更加融合、更加智能的綜合時空體系，五院瞄準更加先進的技術，系統(tǒng)規(guī)劃了性能先進、功能全面、安全可靠的下一代導航衛(wèi)星技術體系，提出了基于北斗衛(wèi)星的國家綜合定位導航授時體系技術發(fā)展策略。五院表示，未來將繼續(xù)發(fā)揚“自主創(chuàng)新、團結協作、攻堅克難、追求卓越”的北斗精神，為我國導航衛(wèi)星領域航天強國建設不斷奮斗。(趙竹青)

關鍵詞： 北斗