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謝軍總師《開講啦》:北鬥“巨星天團”背後的故事!

時間:2020年07月06日 信息來源:本站原創 點擊:1090 字體:

近日,由航天科技集團五院研制的北鬥三號“收官之星”成功定點于距離地球三萬六千公裏的地球靜止軌道。衛星有效載荷開通,衛星在軌工作正常。北鬥三號全球衛星導航系統星座部署全面完成。

 

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。

 

北鬥:堅定不移走自主創新、自主可控發展道路

 

北鬥系統是我們國家獨立自主,獨立運行的一個衛星導航系統。它對國家安全,國民經濟發展和人民生活具有非常重要的意義。爲什麽GPS在世界上應用面非常廣,中國人還要設計研制又花錢、技術又複雜的北鬥衛星導航系統呢?謝軍總師解釋道,在1993年,我們國家的商船“銀河號”在公海航行的過程中,GPS信號無故被中斷,導致擱淺了三周左右。所以作爲中國來講,我們是一個航天大國,在發展航天項目的同時,必須要有自己安全獨立的時頻基准系統,一定要把非常重要的空間基礎設施——衛星導航系統搞上去。

 

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▲北鬥組網模擬圖

 

世界上主要的航天國家都在規劃和建設自己的衛星導航系統。不光美國有GPS,俄羅斯有格洛納斯,歐洲也在建立他們的伽利略系統,日本和印度也分別有這樣的規劃和行動。謝軍總師指出,關鍵産品、關鍵技術,如果不掌握在自己手裏,特別像北鬥衛星導航系統這樣一個非常重要的國家基礎設施,將像沙漠裏頭的高樓大廈,沒有基礎是不牢靠的。五十五顆北鬥衛星環繞瓊宇,是名副其實的“巨星天團”,這背後是北鬥人二十六年來對百分之百國産化的堅持。

 

北鬥人:把嚴慎細實落在每個環節工作中

 

衛星導航系統是一個高精度的太空時間和空間的太空燈塔,那麽高精度就體現在它自身的參數上,一定是穩定的、准確的。北鬥人在一批産品的驗收過程中,發現一個細微的螺流參數存在疑點,本著質量第一、不留隱患的原則,拒收了這批産品,又經過兩個多月、多重的回合,將這個參數調整好,並專門安排了可靠性專項的試驗,證明改正後的産品是可以滿足在軌工作要求的,才最終在星上應用。

 

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▲北鬥GEO衛星模擬圖

 

北鬥人在測試過程中觀察到比瞬間還短的一納秒的數據跳動,追根溯源不放過任何風險隱患。一納秒是什麽概念?一納秒是十的負九次方秒,比瞬間還短。假如一個時鍾每天變化一納秒的話,三百萬年之後,時鍾會累積變化一秒。謝軍總師說,高精度的衛星導航系統是無法容忍一納秒的偏差,它會導致衛星基准零點三米的偏差,到地面就會變成二十米、三十米的偏差,這樣精密的導航定位授時服務就無從談起了。

 

堅持這樣精益求精的極致追求,北鬥人確保了五十五顆北鬥導航衛星全部成功發射,在軌穩定運行,更是將原來大衆用戶十米的定位精度提升到優于五米,而厘米級的精確測量也根本不成問題。

 

北鬥系統:在服務能力上有巨大優勢


中國的北鬥,相對于國外的幾個衛星導航系統,還是有許多獨特之處的。在系統設計上,北鬥實際上采用的空間星座,跟美國GPS和其他幾個衛星導航系統不一樣。美國的GPS只有兩萬多公裏的中圓軌道的MEO衛星,我們中國的北鬥同時還有在三萬六千公裏高度,GEO衛星和IGSO衛星,相對于地球的固定關系和相對的區域關系,它在形成區域的服務能力上有巨大的優勢。一般的衛星導航系統它只提供導航定位和授時的服務,中國的北鬥衛星有了更多的功能,如短報文、通信位置報告、星基增強等等。

 

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▲北鬥全面助力火神山、雷神山醫院建設


短報文功能在汶川救援中發揮巨大作用,星基增強和精密單點定位服務讓未來無人駕駛和智慧城市建設成爲可能。而今年,珠峰高程測量,火神山、雷神山醫院的建設,北鬥系統都發揮了巨大的作用。謝軍總師說,北鬥系統在各個領域得到了廣泛的應用,但是離天上好用,地上用好,實際上還有很多工作要做。

 

航天事業:既嚴謹又浪漫


“每一個國家在航天探索過程中都會遇到一些問題,您如何看待航天發展過程中的失利?”這是來自西昌衛星發射中心的一位青年分系統指揮員的提問。謝總認爲,航天事業的每一次發射,每一次試驗都是高風險的,今天成功了,稍微再有一些變化,它可能失敗,成功是差一點失敗,失敗是差一點成功。在發射前,對衛星、火箭的所有數據,所有狀態,都要認真地檢查,才能做到發射成功,衛星在軌工作的萬無一失。

 

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一位青年代表提問,航天人是因爲經常仰望星空的原因,所以都浪漫得不行嗎?航天器的名字都跟神話有關,在謝總看來,這是人們要走向太空,實現自己夢想的一種寄托。我們要探月,月亮上就有嫦娥、玉兔,所以我們的探月工程叫“嫦娥”;要造爲人類導航定位服務的、告訴人們時間的導航系統,跟天上的北鬥星座聯系起來,就起名爲“北鬥”……每一個名字都是隔著漫漫的歲月而來,有著只手摘星辰的豪情。把這些國之重器發射到太空,讓它們在太空中遨遊,讓古代人寄托在神話的夢想變成了現實,還有比這更浪漫的事情嗎?



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