各司其職各得其宜 北斗三號衛星家族新特點

愛星 吉星 萌星

北斗三號衛星家族新特點

6月23日上午，北斗三號最后一顆全球組網衛星從西昌衛星發射中心直沖九霄，我國提前半年完成北斗三號全球星座部署。

北斗三號全球組網衛星共30顆，其中有24顆是中圓地球軌道，3顆地球靜止軌道，3顆傾斜地球同步軌道衛星，被親昵地稱之為“萌星”“吉星”“愛星”。

各司其職

拱衛北斗全球覆蓋

“萌星”，英文縮寫MEO衛星，星如其名，小巧靈活。24顆“萌星”運行在高度約2萬千米的軌道，7天能繞地球跑13圈，像極了不知疲倦的小萌娃。

“吉星”，英文縮寫GEO衛星，共有3顆，分別定點在東經80°、110.5°和140°。“吉星”運行在約3.6萬千米的地球靜止軌道上，是北斗家族中不喜動的“大個子”。

同“吉星”軌道高度相同的還有“愛星”，英文縮寫IGSO衛星，數量也是3顆，但“愛星”愛跳舞，星下點軌跡總劃著浪漫的“8”字步。

性格迥異的3種衛星也承擔著不同的任務。

“萌星”是北斗全球組網的主力隊員，不辭辛勞地繞著地球滿場跑著，讓自己的星下點軌跡不停地畫著波浪線，以便覆蓋到全球更廣闊的區域。

“吉星”則始終隨著地球自轉而動，時時刻刻“高照”祖國，在導航、通信、電力、金融、測繪交通等領域，為祖國發展建設默默奉獻。

“愛星”單星覆蓋區域較大，3顆衛星可覆蓋亞太大部分地區。“愛星”作為高軌道衛星，信號抗遮擋能力強，尤其在低緯度地區，其性能特點更為明顯。

雖然“萌星”“吉星”“愛星”都極富個性，但它們從不獨來獨往，而是通過星間鏈路技術，實現了星間數據傳輸和精密測量，從而大幅提高衛星測定軌精度，提升電文注入頻度，并減少對海外地面布站的依賴，有效降低系統的運行管理成本。

中國北斗獨創的“三種軌道”“三種衛星”的混合星座工程建設，在國際上亦屬首次。

各得其宜

伴隨北斗蛻變成長

翻開北斗導航衛星發射列表，新世紀前11年發射的15顆北斗衛星中，1顆孤零零的“萌星”，夾在其他“吉星”和“愛星”間。

2009年，北斗三號工程啟動，按照最簡系統、基本系統、全球系統三步實施組網。這一次，“萌星”迎來高光時刻。

2017年11月5日，北斗三號衛星首次發射，“一箭雙星”送2顆“萌星”入軌。此后3次發射，相同方式再送6顆“萌星”升空。北斗最簡系統正是由這8顆“萌星”組成。

2018年底建成的北斗三號導航衛星基本系統中，1顆“吉星”夾在了18顆“萌星”間。1年后，由24顆“萌星”組成的北斗三號全球系統核心星座部署完成。

從配角到主角，“萌星”大顯神威的背后，不只是航天事業的發展，更是中國的巨變。

眾所周知，“中國-亞太-全球”是北斗衛星導航系統的三步走路線。在前兩步中，北斗需要鎖定中國和亞太地區提供服務，“吉星”和“愛星”顯然更有優勢，而“萌星”則不太經濟實惠，況且當時星上的很多關鍵技術尚未突破。

北斗一號衛星總設計師范本堯說：“系統一下建那么大(全球組網)，需要大量的時間和資金。當時剛剛改革開放，用戶集中在國內及周邊。因此‘先區域、后全球’的技術途徑很正確，符合中國國情，具有中國特色。”

在北斗二號系統的建設中，通過發射4顆“萌星”并在軌運行，逐步攻克了一系列瓶頸問題。當北斗開啟全球組網后，“萌星”得以躍升主力。

“吉星”和“愛星”也沒有退出歷史舞臺，反而將承擔配合“萌星”、顯著增強北斗三號整體技術指標的職責，為未來的北斗之路進行拓展和驗證。

各顯神通

大國重器名不虛傳

3種衛星里，誰是滿懷絕技的“掃地僧”？

北斗三號衛星首席總設計師謝軍的答案，正是6月23日剛剛發射的“吉星”。“GEO衛星是北斗三號系統中功能最強、信號最多、承載最大、壽命最長的衛星”。

無線電導航、無線電測定、短報文通信、星基增強、精密單點定位……“吉星”升空入軌后，大大提升了北斗的應用場景。

“吉星”具備衛星精密單點定位功能，可實現動態分米級、事后厘米級的定位服務，服務于汽車自動駕駛、船舶精準停泊等。

對導航信號完好性要求嚴苛的民航駕駛中，“吉星”的星基增強功能，可以通過兩個頻點播發符合國際民航組織標準的星基增強信號，從而精確護航飛機起降。

不僅導航信號兼容增強，“吉星”在短報文通信功能上更有了新突破，通信能力提升10倍。同時，“吉星”的接收信號能力也大幅增強，用戶終端實現了小型化，發射功率可降低10倍，大大提高了用戶體驗。

除“吉星”外，“萌星”靈活小巧、覆蓋全球，“愛星”位居高軌道、單顆覆蓋面廣，都從不同方面增強了北斗三號的功能性能及整體技術指標。

(本報記者李國利、劉藝)