作为一个北斗人来说,北斗三号全球组网最后一颗卫星成功发射,感到由衷的高兴,这标志着“中国的北斗,世界的北斗”夙愿真正实现了。欢呼北斗三号成功地完成全球组网,欢呼中国在卫星导航系统领域跻身全球先进科技大国的前茅,欢呼北斗系统真正成为国家重大信息基础设施又前进了一大步,为新基建注入了强大的推动力,更加欢呼北斗系统已经产生、正在产生、将要产生巨大的经济和社会效益,成为新经济新增长点的发展引擎和效益倍增器。
2020年是中国北斗卫星导航系统(BDS)发展历程中的重大里程碑,6月23日我国北斗三号30颗卫星组成的星座之最后一颗卫星发射成功,标志着中国北斗系统全球星座布网完成,行将投入全球服务。中国的北斗系统出发点和落脚点都是为全中国、全世界、全人类服务,从此“中国的北斗,世界的北斗”其广大之意真正成为现实。
BDS的三步走发展进程。20世纪后期,中国开始探索适合国情的卫星导航系统发展道路,逐步形成了三步走发展战略:2000年年底,建成北斗卫星导航试验系统即北斗一号(BDS-1),向中国提供服务;2012年年底,建成北斗二号区域系统,向亚太地区提供服务;并且计划在2020年,建成北斗三号全球系统,向全球提供服务。2035年前还将建设完善更加泛在、更加融合、更加智能的综合时空体系。
中国坚持“自主、开放、兼容、渐进”原则建设发展BDS:①所谓自主,是坚持自主建设、发展和运行BDS,具备向全球用户独立提供卫星导航服务的能力;②所谓开放,是免费提供公开的卫星导航服务,鼓励开展全方位、多层次、高水平的国际合作与交流;③所谓兼容,是提倡与其他卫星导航系统开展兼容与互操作,鼓励国际合作与交流,致力于为用户提供更好的服务;④所谓渐进,是分步骤推进BDS建设发展,持续提升BDS服务性能,不断推动卫星导航产业全面、协调和可持续发展。
目前,我国正在实施的北斗三号组网,是根据系统建设总体规划,2018年底,完成19颗卫星发射组网,完成基本系统建设,向全球提供服务;在2020年完成由3颗地球静止轨道(GEO)卫星、3颗倾斜地球同步轨道(IGSO)卫星和24颗中圆地球轨道(MEO)卫星组成的完整星座,全面建成北斗三号。BDS由空间段、地面段和用户段3部分组成:BDS空间段由若干地球静止轨道卫星、倾斜地球同步轨道卫星和中圆地球轨道卫星3种轨道卫星组成混合导航星座;BDS地面段包括主控站、时间同步/注入站和监测站等若干地面站;BDS用户段包括BDS兼容其他卫星导航系统的芯片、模块、天线等基础产品,以及终端产品、应用与服务系统等。
北斗导航卫星系统组网效果图
BDS的系统特色和性能特点。当前BDS是GNSS中最为复杂的系统,它不仅是北斗二号区域系统与北斗三号全球系统过渡性组合,也是融合GEO、IGSO、MEO 三种轨道类型的复杂星座,还是同时提供定位、导航、授时(PNT)服务和通信服务的卫星系统。2019年4月23 日发射的卫星是北斗三号第20颗组网卫星,也是北斗三号首颗IGSO卫星,该卫星将与此前发射的18颗MEO卫星和1颗GEO卫星进行组网。其后又发射6颗MEO、2颗GEO和2颗IGSO卫星,实现北斗三号30颗卫星全星座组网,为在2020年全面提供全球服务创造条件,现在北斗三号在轨卫星达到30颗,其中3颗GEO,3颗IGSO,加上24颗MEO卫星,是GNSS中额定星座中最大的星座。北斗三号全球服务的性能指标是,空间信号测距误差优于0.5 m,其定位精度单频测量为7 m,双频测量为3 m,测速精度0.2 m/s,授时精度20 ns,可用性99%。而其在亚太区域的服务性能明显优于全球性能。
北斗三号系统提供的六种服务及其参与服务的卫星数量分布
BDS具有以下特点:①BDS空间段采用3种轨道卫星组成的混合星座,与其他卫星导航系统相比高轨卫星更多,抗遮挡能力强,尤其低纬度地区性能特点更为明显;②BDS提供多个频点的导航信号,能够通过多频信号组合使用等方式提高服务精度;③BDS创新融合了导航与通信能力,具有实时导航、快速定位、精确授时、位置报告和短报文通信服务五大功能。