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北斗三號 |
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中文名 :北斗三號 功能 :定位、測速、授時、通信等 優點 :克服「北斗一號」系統存在的缺點 |
北斗三號(Beidou 3),是中國自主研製的北斗衛星導航系統的三號星[1]。
北斗三號的衛星導航系統由24顆中圓軌道衛星、3顆地球靜止軌道衛星、3顆傾斜地球同步軌道衛星組成,提供兩種服務方式,即開放服務和授權服務。開放服務是在服務區中免費提供定位、測速和授時服務,定位精度為10米,授時精度為50納秒,測速精度0.2米/秒。授權服務是向授權用戶提供更安全的定位、測速、授時和通信服務以及系統完好性信息。
2009年,北斗三號工程立項。與其他衛星導航系統不同,北斗三號系統採用混合星座模式,由24顆MEO衛星(地球中圓軌道衛星)、3顆IGSO衛星(傾斜地球同步軌道衛星)以及3顆GEO衛星(地球靜止軌道衛星)三種不同軌道的30顆衛星組成。
北斗三號衛星導航系統已於2020年7月31日建成正式開通,提前半年完成組網,標誌着中國北斗「三步走」發展戰略圓滿完成,中國成為世界上第三個獨立擁有全球衛星導航系統的國家。
2023年7月5日,北斗三號全球衛星導航系統建設表彰大會在北京舉行。
發展歷程
建設目標
北斗衛星導航系統(以下簡稱北斗系統)是中國着眼於國家安全和經濟社會發展需要,自主建設運行的全球衛星導航系統,是為全球用戶提供全天候、全天時、高精度的定位、導航和授時服務的國家重要時空基礎設施。
「北斗三號」衛星導航系統的建設是為中國及周邊地區的中國軍民用戶提供陸、海、空導航定位服務,促進衛星定位、導航、授時服務功能的應用,為航天用戶提供定位和軌道測定手段,滿足武器制導的需要,滿足導航定位信息交換的需要。
戰略規劃
2000年底,建成北斗一號系統,向中國提供服務;
2012年底,建成北斗二號系統,向亞太地區提供服務;
2018年底,建成北斗三號基本系統,為「一帶一路」沿線國家提供服務;
2020年,建成世界一流的北斗三號系統,提供全球服務;
2035年,建成以北斗為核心的綜合定位導航授時體系。
研製進程
項目啟動
2009年,北斗三號工程正式啟動建設。
北斗三號衛星與北斗二號相比,增加性能更優、與世界其他衛星導航系統兼容性更好的信號B1C;按照國際標準提供星基增強服務(SBAS)及搜索救援服務(SAR)。同時,還將採用更高性能的銣原子鐘和氫原子鐘,銣原子鐘天穩定度為E-14量級,氫原子鐘天穩定度為E-15量級。
新技術使北斗三號的性能得到大幅提升,空間信號[2]精度(SIS)優於0.5米。北斗三號的定位精度將達到2.5-5米的水平,並在保留短報文功能的前提下提升相關性能。
北斗衛星導航系統發展藍圖是構建中國國家綜合PNT體系建設,就是以北斗衛星導航系統為核心,建成天地一體、覆蓋無縫、安全可信、高效便捷的國家綜合PNT體系,顯著提升國家時空信息服務能力,滿足國民經濟和國家安全需求,為全球用戶提供更為優質的服務。
根據計劃,2018年年底前後發射18顆北斗三號衛星,覆蓋「一帶一路」沿線國家;到2020年左右,完成30多顆組網衛星發射,實現全球服務能力。
北斗導航衛星和配套運載火箭由中國航天科技集團公司所屬的中國空間技術研究院和中國運載火箭技術研究院分別研製。
建設進程
2009年,北斗三號工程正式啟動建設。
2017年11月,北斗三號系統首組雙星發射。
2017年11月到2020年6月,31個月時間,中國成功發射30顆北斗三號組網星和兩顆北斗二號備份星,成功率達100%,以超過月均1顆星的速度,創造世界衛星導航系統組網發射新紀錄。
2018年12月27日,中國衛星導航系統管理辦公室主任、北斗衛星導航系統新聞發言人冉承其在北京宣布,北斗三號基本系統已完成建設,於當日開始提供全球服務。
2020年6月30日,北斗「收官之星」成功定點,所有30顆北斗三號衛星也已全部轉入長期管理模式,標誌着中國北斗衛星導航系統向全球組網完成又邁出重要一步。7月29日消息,北斗衛星導航系統第55顆衛星(北斗三號系統地球靜止軌道衛星)已完成在軌測試、入網評估等工作,正式入網,使用測距碼編號61提供定位導航授時服務。
2020年7月31日上午,北斗三號全球衛星導航系統建成暨開通儀式在北京舉行。中共中央總書記、國家主席、中央軍委主席習近平出席儀式,宣布北斗三號全球衛星導航系統正式開通。同日,中共中央、國務院、中央軍委對北斗三號全球衛星導航系統建成開通發出賀電。
2020年8月3日上午10時,國務院新聞辦公室舉行新聞發布會,中國衛星導航系統管理辦公室主任、北斗衛星導航系統新聞發言人冉承其等介紹北斗三號全球衛星導航系統建成開通有關情況並答記者問。冉承其在發布會上介紹,北斗衛星導航系統提前半年完成全球星座部署,開通全系統服務。冉承其介紹,400多家單位、30餘萬科技人員集智攻關,攻克星間鏈路、高精度原子鐘等160餘項關鍵核心技術,突破500餘種器部件國產化研製,實現北斗三號衛星核心器部件國產化率100%。
2022年3月11日消息,中國正在推動以下一代北斗系統為核心的國家綜合定位導航授時(PNT)體系建設。
2022年4月14日上午,第十三屆中國衛星導航年會新聞發布會在北京順義召開。北斗三號系統全球範圍定位精度實測優於4.4米,與美GPS相當。
2022年10月,由中國科學技術大學物理學院單旭副教授為主任設計師,地球和空間科學學院以及物理學院組成的空間等離子體科學探測載荷研製團隊,聯合航天五院513所等單位,成功研製北斗三號衛星低能離子探測載荷(LEIS)。
2022年11月24日,據中國科學院國家授時中心網站,中國科學院國家授時中心GNSS信號質量評估中心接收到海外綜合監測站實時數據回傳,開始向北斗用戶提供北斗三號衛星導航信號實時監測、授時性能、軌道性能的綜合評估服務,標誌着北斗三號首個海外綜合監測站建成並投入運行。
重大效應
截至2023年5月,最新數據顯示,中國已有超過790萬輛道路營運車輛,超過4萬輛郵政快遞幹線的車輛,超過4.7萬艘船舶,超過10萬台人機自動駕駛系統應用了北斗全球衛星導航系統。2022年中國國內新入網的智能手機中支持北斗全球衛星導航系統的共計2.6億部,占比達到98.5%。截至2023年1月,中國國內知名的地圖應用軟件調用北斗衛星的日定位量超過了3000億次,北斗在中國國內導航地圖領域已占據了主要地位。2021年,中國衛星導航與位置服務產業總體產值約4700億元,2022年將超過5000億元。
2024年7月消息,我國北斗三號區域短報文系統容量達到1000萬次/h以上,單次最大報文可傳輸14kbit(1000漢字),用戶發射功率降至1/10,用戶機發射功率小於3W,響應時間小於1s。
參考文獻
- ↑ 世界六大導航系統,北斗能排第幾?,搜狐,2019-04-08 21
- ↑ 什麼是「信號」?信號在太空中如何傳播? ,搜狐,2020-02-07