“5、4、3、2、1,点火!起飞!”上午9时43分许,搭载北斗卫星的长征三号乙运载火箭,在西昌卫星发射中心点火发射。
——北斗收官之星奔向苍穹。

起飞视频↓↓↓
6月23日,是我国第55颗北斗卫星,即北斗全球卫星导航系统最后一颗组网卫星发射的日子。位于大凉山腹地的西昌卫星发射中心成了世人瞩目的焦点。

在此前的20年,也是在这里,我国先后发射了54颗北斗卫星。西昌卫星发射中心是北斗卫星的“母港”,20年来,所有的北斗卫星均在此处发射升空。
北斗是啥?发展规划是?
北斗,是中国北斗卫星导航系统的简称,是我国自主建设、独立运行的全球卫星导航系统,是国之重器,是国家空间基础设施。该系统可为全球用户提供全天候、全天时、高精度的定位、导航和授时服务。

自20世纪80年代起,我国开始探索适合国情的卫星导航系统发展道路,形成了“三步走”发展战略:
2000年年底,建成北斗一号系统,向中国提供服务;
2012年年底,建成北斗二号系统,向亚太地区提供服务;
2020年,建成北斗三号系统,向全球提供服务。

●北斗定位●


●北斗授时●
授时也是卫星导航系统的基本服务。在全球范围内,北斗系统的授时精度优于20纳秒;在亚太地区,授时精度优于10纳秒。1纳秒等于十亿分之一秒。

●北斗短报文通信●
短报文通信是北斗的独家秘笈。如果在海上没有手机信号,或是灾害发生时通信受阻,就可以通过北斗终端发送短报文。中国及周边地区短报文通信服务,单次可发1000个汉字。全球短报文通信服务,单次可发40个汉字。目前,我国7万多只渔船和执法船安装了北斗终端,渔船遇险可通过短报文求救,目前已累计救助1万多人。


●北斗芯片●
国产北斗芯片经过多年的发展,单片价格已从上百元降至不到6元。截至2019年底,国产北斗导航型芯片模块出货量已经超过1亿片,季度出货量突破1000万片。截至2019年底,国内卫星导航定位终端产品总销量突破4.6亿台。目前,含智能手机在内,采用北斗兼容芯片的终端产品社会总保有量已超过7亿台(套)。

●北斗手机应用●
智能手机已成为卫星导航系统最主要的应用领域之一。目前,国内外主流芯片厂商均推出了兼容北斗的通导一体化芯片。截至2019年底,国内销售的卫星导航定位终端产品4.6亿台中,具有卫星导航定位功能的智能手机销售量达到3.72亿台。截至2019年第三季度,在中国市场申请入网的手机有400多款具有定位功能,其中支持北斗定位的近300款。2020年第一季度,在中国市场申请入网的智能手机中,超过75%支持北斗定位。

●北斗交通应用●
北斗应用正在交通等诸多领域迈向“标配化”发展新阶段。交通方面,目前国内有超过650万辆运营车辆、4万辆邮政和快递车辆,36个中心城市约8万辆公交车、3200多座内河导航设施、2900多座海上导航设施已经运用了北斗系统。


●北斗参与智能农业●
我们餐桌上的饭菜也与北斗有关。目前,基于北斗的农机自动驾驶系统超过2万台(套)。基于北斗的农机作业监管平台物联网平台,为10万多台(套)农机设备提供服务。


●北斗高精准检测●
北斗高精准燃气泄漏检测车已经在北京投入使用。利用北斗高精准燃气泄漏检测系统,可以迅速灵敏地检测出周围150米范围内的燃气泄漏点,并对其精准定位。


●北斗产业●
目前,我国卫星导航与位置服务领域企事业单位数量保持在14000家左右,从业人员超过50万人。截至2019年底,业内相关上市公司(含新三板)总数为46家。北斗高精度及北斗辅助快速定位用户已突破5亿。

●北斗产值●
《2020中国卫星导航与位置服务产业发展白皮书》显示,2019年,我国卫星导航与位置服务产业总体产值近3450亿元,较2018年增长14.4%,已连续9年保持两位数的增长。

●今天发射的收官之星,有何不同?●
北斗三号全球系统空间段由MEO卫星(地球中圆轨道卫星)、IGSO卫星(倾斜地球同步轨道卫星)和GEO卫星(地球静止轨道卫星)三种不同轨道的卫星组成。
包括24颗MEO卫星,3颗IGSO卫星和3颗GEO卫星,共计30颗。
今天发射的收官之星,是一颗GEO卫星。所谓GEO卫星,就是指这颗卫星与地球自转保持一样的速度,与地球是相对静止的。
卫星在轨工作寿命12年。
这是北斗三号全球卫星导航系统第3颗GEO卫星,GEO系列卫星虽然数量不多,但是作用关键,作为一颗驻守在高轨天疆的“大块头”,它们肩负显著增强北斗三号整体技术指标的职责,还携带了很多利器,为中国北斗在轨运行和应用之路开疆拓土。
虽然这颗卫星自身也具备十八般武艺,但是他们给自己赋予更重要的使命——为北斗导航系统的技术指标提升提供增强服务。

事实上,在2018年年底,随着北斗三号基本系统完成建设,我国已经开始提供全球卫星导航服务。
如今,随着最后一颗北斗三号组网卫星的加入,我国有望提供更为精准的增强服务。
随着收官之星的发射,一旦成功入轨,北斗三号GEO卫星“三兄弟”将在太空团聚,在赤道上拉开距离,将我国的全球卫星导航服务提升到一个新的高度。
千余台发动机二十载布局漫天北斗星辰西安“金牌动力”助力北斗卫星全球组网
20载巡天遨游,长三甲系列运载火箭以44次发射、59颗星的骄人成绩,圆满完成北斗卫星导航系统的组建任务。追溯到20世纪80年代,北斗系统“三步走”计划实施以来,火箭每一次热血腾飞,卫星每一次精准入轨,其动力都来自于位于西安南郊的中国航天科技集团六院。

由长三甲、长三乙、长三丙三型火箭组成的长三甲系列运载火箭,承担了北斗卫星的全部发射任务。20年来,航天六院研制生产的75吨级和4.8吨级常规发动机、8吨级氢氧发动机,分别承担着火箭的助推和一级动力、二级动力、三级动力。航天六院研制的姿控发动机系统、“远征一号”上面级发动机、卫星490N发动机和推进系统,也分别为箭体姿态调整、卫星精准入轨等提供了贴心服务。

75吨级常规发动机,研制于20世纪70年代,被誉为中国液体火箭“金牌发动机”,用于长三甲系列运载火箭的助推和第一、二级。多年来,随着其性能的不断提升,它将数百颗卫星和神舟飞船成功送入太空。
8吨级氢氧发动机,研制于20世纪80年代,是中国第二代上面级液氢液氧发动机,用于长三甲系列运载火箭的第三级,具有真空二次起动能力,可在伺服机构带动下双向摇摆,实现对三级箭体飞行姿态的控制。
490N发动机,是目前国内唯一的中高轨道卫星轨控发动机,为北斗卫星提供了从转移轨道至预定轨道所需要的动力,也广泛应用于空间站、货运飞船等航天器。在北斗系统组建过程中,该型发动机从第一代升级到第二代,通过不断技术创新、升级换代,提高了金牌动力的含金量,持续推进提升产品性能和服务水平。
“远征一号”上面级发动机,针对北斗二代卫星导航任务而研制,是在基础级火箭上增加了相对独立的一级,可在太空将一个或多个航天器直接送入不同的轨道,被称为“太空摆渡车”。该型发动机具备二次启动能力,可让卫星从发射到进入运行轨道的过程,从数天缩短为5个多小时,而且不耗费卫星的燃料、延长卫星使用寿命,并大大增强运载火箭的任务适应性。
火箭上配套的姿控发动机系统,由大大小小十几个姿控发动机组成,承担着火箭和上面级的姿态控制、推进剂沉底和末速修正。
20年间,航天六院共提供以上各型发动机千余台,为确保火箭成功发射、北斗卫星精准入轨提供了稳定可靠的动力源泉。
西安科技为北斗三号“收官星”提供全部有效载荷定位精度优于5米

●30颗组网卫星20颗有效载荷西安造●
北斗三号“收官之星”是一颗地球静止轨道卫星,位于西安航天基地的航天科技集团五院西安分院承担了该卫星全部有效载荷的研制任务。北斗三号全球导航系统共有30颗组网卫星,航天五院西安分院为其中的20颗卫星提供了全部的有效载荷系统,包括导航载荷、报文通信载荷、全球搜救载荷、星基增强载荷等全部8大类有效载荷。
北斗三号卫星的有效载荷达到了100%部件级国产化的水平。航天五院西安分院曾为北斗一号、北斗二号研制了全部有效载荷系统。西安分院推动了我国北斗导航系统从无到有、从有源到无源、从区域到全球的三次历史性跨越。

●可为用户提供精准服务●
与北斗二号的区域导航相比,北斗三号全球导航系统可以在全球范围内为用户提供全天候、全天时的高精度、高可靠定位、导航和授时服务。服务能力和范围要全面“升级”,取决于北斗三号卫星的有效载荷功能是否强大、性能是否能大幅提高。
为此,航天五院西安分院研制团队攻克了几十项核心关键技术,使得北斗三号全球导航系统的定位精度优于5米,并建立了能够实现卫星在轨自主运行的星间链路,面向全球提供稳定、精准的服务。

●拥有报文通信特有功能●
除了提供基本导航服务,北斗三号全球导航系统还可向用户提供精密单点定位服务、短报文服务等多样化的服务。例如为共享单车停放区域的“电子围栏”精确化管理、测量地震后建筑物的下沉变化等。
报文通信是北斗卫星区别于GPS、格洛纳斯、伽利略等其他导航系统的特有功能。在汉川地震、驴友搜救、渔民出海等活动中,北斗的报文通信功能已经大显身手。除此之外,北斗卫星在公安、交通、渔业、电力、林业、减灾、养老、旅游、金融等行业或领域也得到广泛应用。

西安力量
为北斗三号“收官星”配备
“最强大脑”

此次“收官星”的发射成功标志着北斗三号星座系统部署完成。位于西安的771所为该星配备了“最强大脑”,为北斗三号系统成功完成全球组网发挥了重要作用。
北斗三号“收官星”星载计算机是771所研制的首批高轨道、长寿命卫星计算机,在轨主要负责卫星平台信息处理、轨道数据采集、卫星姿态控制、星上时间管理以及各种飞行任务管理和数据处理工作,对卫星上各功能模块进行高效可靠的管理和控制,就好像“最强大脑”监视整星状态,协调整星工作。
星载计算机采用集中式系统架构,运用计算与IO控制并发技术,将传统卫星平台的数据管理计算机、姿态控制计算机和电源管理计算机的功能,在一台计算机内进行了一体化集成设计,在确保计算机高效、有序、可靠地实现卫星平台的各种控制与管理功能的同时,有效简化了卫星平台电子系统复杂度,并减轻卫星平台的重量和体积。

北斗卫星导航系统空间段由5颗静止轨道(IGSO)卫星和20颗非静止轨道(MEO)卫星组成,轨道高度分别为3.6万公里和2.4万公里,空间环境恶劣,星载计算机需要满足在两种轨道环境下均可以长期稳定运行的能力,可靠度要求高。
在研制过程中,突破了系统重构、高可靠安全指令输出、智能化多通道数据采集、多功能集成设计、抗空间辐照设计以及星上实时时钟自主管理等多项关键技术,使得星载计算机寿命达到10年以上,如果可靠度最大是1的话,那么在星载计算机的寿命末期可靠度仍能够达到0.989。
此外,771所还为北斗三号卫星共配套了9个型号161台套电源产品,为自主运行、测控、姿轨控等多个分系统单机提供二次电源供电,保障了系统的正常运行。
●北斗后续有何计划?●
北斗三号系统建成后,将形成满足我国国民生产建设需要的导航、定位、授时的系统设施。随着应用的发展,北斗系统必将面对更多、更新、更高的需求。后续,北斗系统将着重从以下方面进一步提升。
2035年,我国还将建成以北斗系统为核心的综合定位导航授时体系,届时中国北斗将以再次升级闪耀全球。
我国卫星导航从无到有,从有到优,从弱到强,目前,北斗已向包括“一带一路”沿线国家和地区的全球用户提供连续、稳定、可靠的定位、导航和授时服务。中国的北斗已成为世界的北斗、一流的北斗,服务全球用户。
来源:网信西安综合自新华社、央视新闻、中国青年报、西安发布、航天网信办