身懷多項(xiàng)絕技，有廣闊應(yīng)用前景與劃時(shí)代意義—— 　　北斗“吉星”不一般

本報(bào)記者 姜天驕

日前，我國(guó)成功發(fā)射第41顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星。這顆衛(wèi)星是目前北斗導(dǎo)航家族中“功能最強(qiáng)”的導(dǎo)航衛(wèi)星，作為北斗全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)地球同步軌道(GEO)首發(fā)星，也獲得了“吉星”(GEO軌道導(dǎo)航衛(wèi)星的諧音)的昵稱(chēng)。

經(jīng)濟(jì)日?qǐng)?bào)記者從中國(guó)航天科技集團(tuán)有限公司五院了解到，作為北斗三號(hào)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的高軌首發(fā)星，“吉星”除了具備傳統(tǒng)導(dǎo)航衛(wèi)星的功能外，還身懷多項(xiàng)絕技，具有廣闊應(yīng)用前景與劃時(shí)代的意義，是我國(guó)作為負(fù)責(zé)任的航天大國(guó)的重要標(biāo)志之一。

“吉星”的第一項(xiàng)絕技，與廣受關(guān)注的自動(dòng)駕駛有關(guān)。

要想實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛，車(chē)輛必須實(shí)時(shí)、精準(zhǔn)地“知道”自己的位置，如此才能放心上路。而使用普通導(dǎo)航衛(wèi)星進(jìn)行定位時(shí)，會(huì)有幾米甚至十幾米的誤差，遠(yuǎn)達(dá)不到上路行駛的安全要求。這就需要在地面建設(shè)基準(zhǔn)參考站，通過(guò)“地基增強(qiáng)”以消除定位誤差。基準(zhǔn)參考站不會(huì)跑，需要把自己的衛(wèi)星定位信息和實(shí)際位置間的誤差實(shí)時(shí)“廣播”出去，周邊用戶才能據(jù)此去粗取精，獲得精密定位信息。然而，一座基站只能覆蓋周?chē)鷰资飬^(qū)域，靠大量建設(shè)基站來(lái)實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位，不僅耗資巨大，還無(wú)法實(shí)現(xiàn)熱點(diǎn)地區(qū)的全覆蓋。想象一下，如果你坐著自動(dòng)駕駛汽車(chē)開(kāi)出了“定位服務(wù)區(qū)”，后果將十分可怕。

此時(shí)，“吉星”的衛(wèi)星精密單點(diǎn)定位業(yè)務(wù)優(yōu)勢(shì)就很明顯了。北斗三號(hào)衛(wèi)星副總設(shè)計(jì)師劉天雄介紹，在天上靜止的“吉星”，可以像其他通信衛(wèi)星那樣，向地面穩(wěn)定地廣播導(dǎo)航差分，以及完好性增強(qiáng)信號(hào)。這樣一來(lái)，僅需以全國(guó)已有的北斗導(dǎo)航衛(wèi)星地面站為參考，得出各地導(dǎo)航誤差，再通過(guò)“吉星”播發(fā)精密單點(diǎn)定位信號(hào)告知用戶，即可實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)分米級(jí)、事后厘米級(jí)的定位服務(wù)，足夠汽車(chē)自動(dòng)駕駛、船舶精準(zhǔn)停泊等場(chǎng)景使用，還省下了大規(guī)模建設(shè)基站的費(fèi)用。

“吉星”的另一項(xiàng)絕技，是面向民航等用戶開(kāi)展衛(wèi)星導(dǎo)航服務(wù)“星基增強(qiáng)”。

與自動(dòng)駕駛、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)等應(yīng)用場(chǎng)景不同，民航對(duì)導(dǎo)航信號(hào)完好性要求嚴(yán)苛。完好性，簡(jiǎn)單地說(shuō)，就是給我的導(dǎo)航信號(hào)要靠譜，萬(wàn)一不靠譜也要盡早告訴我。航班在航路上飛行時(shí)，導(dǎo)航信號(hào)偶爾中斷并無(wú)大礙;可在飛機(jī)起飛和降落過(guò)程中，如果導(dǎo)航信號(hào)消失或出現(xiàn)偏差誤導(dǎo)飛行員起降操作，那可不得了。

“吉星”會(huì)通過(guò)兩個(gè)頻點(diǎn)播發(fā)符合國(guó)際民航組織標(biāo)準(zhǔn)的星基增強(qiáng)信號(hào)，進(jìn)一步提升衛(wèi)星系統(tǒng)定位精度，并增強(qiáng)導(dǎo)航信號(hào)的完好性。北斗三號(hào)衛(wèi)星總體主任設(shè)計(jì)師潘宇倩介紹，“萬(wàn)一導(dǎo)航信號(hào)出現(xiàn)問(wèn)題，‘吉星’也會(huì)在6秒的安全時(shí)間內(nèi)通知用戶，切換其他導(dǎo)航信號(hào)”。

此前，僅有美國(guó)、歐洲等極少數(shù)國(guó)家具備向民航提供星基增強(qiáng)業(yè)務(wù)的能力。“吉星”面向民航等用戶的星基增強(qiáng)業(yè)務(wù)，標(biāo)志著我國(guó)在衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域又取得了重大突破，將為國(guó)內(nèi)外民航用戶提供花費(fèi)更低、可用性更高的導(dǎo)航服務(wù)，將帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的應(yīng)用首次為人們所廣泛關(guān)注，是在汶川大地震救援中。當(dāng)時(shí)，地面通信設(shè)施遭到嚴(yán)重破壞，救援部隊(duì)利用北斗短報(bào)文通信發(fā)出了第一條來(lái)自災(zāi)區(qū)的信息，將災(zāi)情和受災(zāi)位置準(zhǔn)確報(bào)告給救災(zāi)搶險(xiǎn)指揮部。中國(guó)北斗“既知道我在哪、又知道你在哪”的“導(dǎo)航、通信一體化”優(yōu)勢(shì)，給各應(yīng)用方留下了深刻印象。10年過(guò)去了，北斗短報(bào)文通信功能已廣泛應(yīng)用于交通、電力等各行業(yè)，特別是在保護(hù)我國(guó)漁民、維護(hù)國(guó)家海洋權(quán)益上，發(fā)揮著重要作用。

如今，“吉星”不僅在導(dǎo)航信號(hào)上兼容北斗二號(hào)，為傳統(tǒng)用戶提供一如既往的導(dǎo)航服務(wù)，在短報(bào)文通信功能上也有了新突破——通信能力提升10倍，單次可發(fā)送1000多個(gè)中文字符，實(shí)現(xiàn)了從“短信”到“微信”的跨越，足以將突發(fā)情況的情節(jié)一次性說(shuō)清楚。此外，“吉星”還可發(fā)送圖片等信息，應(yīng)用場(chǎng)景將更為豐富。

潘宇倩介紹，“吉星”的接收信號(hào)能力也大幅增強(qiáng)，使用戶終端的發(fā)射功率降低了10倍，實(shí)現(xiàn)了用戶終端小型化，并可以與當(dāng)前11位手機(jī)號(hào)碼互聯(lián)，大大提高了用戶體驗(yàn)。

姜天驕