北京時間6月25日2時9分，第46顆北斗導航衛(wèi)星成功發(fā)射。作為北斗三號第2顆傾斜地球同步軌道衛(wèi)星，它將以更廣的區(qū)域、更高的精度，增強北斗三號整體技術指標。
目前，中國北斗正以世界領先的速度部署全球導航“大棋局”。當美國GPS、俄羅斯格洛納斯、歐洲伽利略等紛紛以單一軌道衛(wèi)星部署星座時，北斗獨樹一幟地采用三種軌道衛(wèi)星組成混合導航星座，為國際衛(wèi)星導航技術體系貢獻了中國方案。這樣的布局有何奧妙?記者走進了“北斗大本營”航天科技集團五院一探究竟。
三類“棋子”均不凡
北斗三號目前已成功發(fā)射了21顆衛(wèi)星，包括18顆MEO衛(wèi)星(中圓軌道衛(wèi)星，因小巧靈活被網友親切地稱為“萌星”)、1顆GEO衛(wèi)星(地球靜止軌道衛(wèi)星，被北斗人稱為“吉星”)和2顆IGSO衛(wèi)星(傾斜地球同步軌道衛(wèi)星，被北斗人稱為“愛星”)。
這三類“棋子”落在縱橫交錯的“棋盤”上各司其職。萌星是全球組網的主力，不辭辛勞地繞著地球轉，讓星下點軌跡不停地畫著波浪線，以求覆蓋更廣闊的區(qū)域;吉星始終隨著地球自轉而動，以便時刻聚焦祖國;愛星則如同辛勤的蜜蜂，讓自己的星下點軌跡始終聚焦亞太地區(qū)，跳著8字舞。
三類“棋子”并非首次聯(lián)手，在北斗二號系統(tǒng)中，他們就聯(lián)袂展現(xiàn)了非凡作用。
立足國情巧布局
有同學可能會問，別國導航系統(tǒng)都是以單一軌道衛(wèi)星部署，北斗系統(tǒng)為什么有三種軌道衛(wèi)星?這要從北斗發(fā)展路線之爭說起。
北斗起步之初，該走什么樣的道路，是一步跨到全球組網，還是小步快跑、分階段跨越?在激烈的思想碰撞中，意見漸漸傾向于后者。
曾參與技術路線討論的北斗一號衛(wèi)星總設計師范本堯院士說：“系統(tǒng)一下建那么大(全球組網)，需要大量的時間和資金。當時剛剛改革開放，用戶集中在國內、周邊。因此，‘先區(qū)域、后全球’的技術途徑很正確，符合中國國情，具有中國特色。”
中國-亞太-全球，三步走的路線決定了北斗的格局。前兩步，北斗需要鎖定中國和亞太地區(qū)提供服務，吉星和愛星顯然更有優(yōu)勢，而萌星則不太經濟實惠，況且當時萌星上的很多關鍵技術尚未突破。但也不能完全放棄萌星，必須通過實踐驗證技術，畢竟最終要邁向全球。
為此，五院北斗人首次建成了 GEO/IGSO/MEO 混合星座，以最少的衛(wèi)星數(shù)量建設了集基本導航、位置報告等多種業(yè)務于一體的北斗二號區(qū)域衛(wèi)星導航系統(tǒng)，成為世界上區(qū)域衛(wèi)星導航系統(tǒng)建設的典范。在該系統(tǒng)的建設中，通過4顆萌星在軌運行，逐步攻克了一系列瓶頸問題。因此當北斗開啟全球組網征程后，躍升為主力的萌星得以大顯神威。
此時吉星和愛星就可以退出歷史舞臺了嗎?當然不!北斗人充分考量了吉星和愛星的優(yōu)勢，為他們設計了數(shù)量不多、作用卻很關鍵的崗位。他們不僅承擔著配合萌星、增強北斗三號整體技術指標的“助攻”職責，還攜帶了很多“神器”，為未來的北斗之路進行拓展和驗證。
獨特棋盤顯功底
方案設計再智慧，最終還要付諸現(xiàn)實，這考驗著北斗人的技術實力和精神意志。
為建成北斗二號系統(tǒng)，五院突破了混合導航星座設計、高穩(wěn)定性信號播發(fā)通道、有源和無源定位一體化、星載原子鐘高精度高穩(wěn)定熱控等眾多關鍵技術，首次實現(xiàn)導航定位、短報文通信、差分增強三種服務融為一體。
吉星、愛星用于高精度導航的系列關鍵技術，get!
愛星、萌星靈活高效的空間數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，提高衛(wèi)星信息管理和自主運行水平，get!
北斗系統(tǒng)建設邁入第三步后，五院實現(xiàn)了我國導航衛(wèi)星能力的提升和跨越：
我國首個全桁架式衛(wèi)星平臺，承載效率等指標達國際一流水平，get!
首次實現(xiàn)獨具特色的新型導航信號播發(fā)，極大提升了用戶抗干擾能力和測距精度，get!
突破多軌道混合星座星間鏈路技術，實現(xiàn)導航星座“一站式管理”，get!
突破衛(wèi)星自主健康管理技術，衛(wèi)星信號非計劃中斷次數(shù)達到國際先進導航衛(wèi)星服務水平，get!
……
隨著清單上的瓶頸問題被逐項劃去，北斗將核心技術牢牢掌握在自己手中，闊步走向世界。
來源：科技日報 文中圖片除注明外均由航天科技集團五院提供
