北斗三號一箭两星

成舍我

5日19时45分，搭载著两颗北斗三號卫星的长征三號乙运载火箭在西昌卫星发射中心升空。经过逾三小时的飞行，两颗卫星在「太空摆渡车」远征一號的托举下顺利进入目标轨道，拉开北斗卫星导航系统全球组网的大幕。中国將迎来新一轮北斗组网卫星高密度发射，预计到2018年底，发射18颗北斗三號组网卫星，覆盖「一带一路」沿线国家；到2020年左右，完成30多颗组网卫星发射，实现全球服务能力。/大公报记者刘凝哲北京报道

中国北斗是世界四大卫星导航系统之一。2000年，北斗一號试验系统组网成功，开始在国內提供导航服务；2012年，中国建成由14颗卫星和32个地面站组成的北斗二號系统，为亚太地区用户提供服务。隨著北斗三號首发双星在5日完美升空，中国北斗导航正式开始全球组网。两颗卫星在经过测试及入网验证后，可对外提供服务。

据介绍，相比北斗二號系统，北斗三號系统不仅是卫星组网从区域走向全球，同时技术更先进、建设规模更大、系统性更强。北斗三號卫星將增加性能更优的互操作信號，在进一步提高基本导航服务能力的基础上，按照国际标准提供星基增强服务及搜索救援服务。北斗三號採用星载氢原子钟，其精度將比北斗二號的星载銣原子钟提高一个数量级。

导航定位精度媲美GPS

北斗三號全球导航系统的定位精度將提升1至2倍，达到2.5米至5米水准，建成后的北斗全球导航系统將为民用用户免费提供约10米精度的定位服务、0.2米／秒的测速服务，並且將为付费用户提供更高精度等级的服务。同时，卫星设计寿命达10年以上。

“与北斗二號相比，北斗三號卫星採用了更高性能的銣原子钟，將对定位精度的提升起到至关重要的作用。”北斗卫星导航系统总设计师杨长风说，新一代銣原子钟天稳定度达到E－14量级，“这相当于300万年只有1秒误差”。

銣原子钟是以銣原子跃迁为物理基础建立的一套极度精密的电子设备，在北斗三號卫星上发挥著提供时间基准的作用，直接关乎著卫星的定位、测速和授时功能的精度。“新一代銣原子钟每天的频率稳定度较北斗二號区域导航系统提高了10倍，达到世界先进水准。”西安分院銣钟产品责任人屈勇晟介绍说，这项新技术直接推动北斗三號卫星的定位精度由之前的10米跨越到后续全球系统米级解析度。

作为卫星导航中的核心元器件，声表面波滤波器直接影响导航系统的精度及作用距离。

据航太科工二院23所方面负责人介绍，北斗卫星系统中的声表面波滤波器即是由该院生产，用以安装在卫星的接收机上，对宇宙中各类噪音、杂波进行过滤，让卫星的通信更加清晰。

在研制过程中，声表面波滤波器需要经歷仿真验证、可靠性设计、热设计、机械设计，需在净化间內进行晶片制作、检验、封装和测试，然后进行严酷的力学和温度试验等阶段，最终以满足出厂要求。

截至目前，由航太科工二院23所生产的声表面滤波器已为北斗卫星导航系统服务十年，据该院方面负责人称，目前北斗卫星依旧保持“耳聪目明”的状态。

相较声表面波滤波器对精度的决定作用，晶体元器件则保障卫星能持续运作。

据生产商航太科工203所方面负责人介绍，晶体元器件为卫星的频率源，保障卫星的长寿命与可靠性。

“虽然普通的晶体元器件只有指甲盖那么大，但性能优越，且功耗低，集成化的晶振能够承受太空中恶劣的空间环境。但元器件一旦上天就不能修復，所以我们本著品质第一、精益求精的原则来加工生产，绝不让一颗有问题的产品上天。”元器件室设计师表示。

卫星“体检师”：先后发现排除300多处问题隱患，涉及50多项重要问题

对北斗卫星导航系统问题隱患的排除，也是北斗三號工程的重中之重。

澎湃新闻记者从航太科工获悉，该集团三院304所的软体评测团队在此次北斗三號工程中，主要负责北斗卫星导航系统软体品质评测保障工作。

其中，航太科工三院304所针对导航的核心部件——导航任务处理机开展软体可靠性安全性分析与验证，应用自主研发的半实物可靠性验证平臺，构建了175种导航处理机故障集。

值得注意的是，该院304所团队在封闭测试中先后发现了300余处问题和隱患，其中包括影响导航任务通信、数据採集、姿态计算等方面的50余处重要问题，均得到了攻克解决。

航太科工方面表示，上述有关成果已列入北斗系列卫星成果的整星预案中，为北斗后续软体的可靠性安全性保障提供有力支撑。

专家表示，隨著北斗地基增强系统提供初始服务，可提供米级、亚米级、分米级甚至釐米级的服务。北斗系统建成后，性能將与GPS相媲美，使中国卫星导航系统达到国际先进水准。值得一提的是，中国北斗始终践行「中国的北斗，世界的北斗」理念，要与其他卫星导航系统相互相容、共同发展。为此，北斗系统设计了相容互操作技术，为用户能在终端上接收多个信號提供基础，由此带来的便利性將保证全球用户利益的最大化。

三年內发射约30颗卫星

根据发射计划，到2018年，中国將要发射18颗北斗三號组网卫星，覆盖「一带一路」沿线国家；到2020年前后，发射30多颗卫星，向全球提供服务。北斗的目标並不会止步于此。

北斗卫星导航系统总设计师杨长风表示，北斗发展蓝图是构建国家综合PNT（即定位、导航和授时）体系建设，以北斗系统为核心，建成天地一体（包括太空、地面、水下、室內）、覆盖无缝、安全可信、高效便捷的国家综合PNT体系，显著提升国家时空资讯服务能力，满足国家安全和国民经济需求，为全球用户提供更为优质的服务。

根据新华网、腾讯等综合采编

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