北斗三号全球系统核心星座建成有何意义？

12月16日，我国以“一箭双星”方式成功发射第52、53颗北斗导航卫星。至此，北斗三号全球系统所有中圆地球轨道卫星全部发射完毕，标志着北斗三号全球系统核心星座部署完成。那么，核心星座的建成意味着什么?北斗为何用3种轨道卫星组成混合导航星座?对人们的生活有什么影响?为此，记者采访了北斗系统相关专家。

由区域向全球发展

北斗三号卫星“天团”里有3类队员，在不同轨道上坚守岗位，分别是地球静止轨道卫星(GEO卫星)、倾斜地球同步轨道卫星(IGSO卫星)和中圆地球轨道卫星(MEO卫星)。

此次发射的北斗双星是其中的一类——中圆地球轨道卫星(MEO卫星)，是北斗全球组网的主力，24颗中圆地球轨道卫星组成了北斗全球组网的核心星座。

航天科技集团五院北斗三号卫星总设计师王平介绍，地球静止轨道卫星、倾斜地球同步轨道卫星由于运行周期与地球自转周期相同，轨道周期均为24小时左右，从地面上看，卫星的位置是基本固定的，因此这两种卫星主要用来提供固定区域的导航服务。

而中圆地球轨道卫星周期为12小时，与地球自转周期不同步，与卫星对应的地面位置——“星下点”自西向东不断运动，可以覆盖全球，因此全球卫星导航功能，必须依靠这类卫星。“它们也因此成为北斗全球组网的核心星座。”王平说。

从2017年11月5日北斗三号首批两颗组网卫星顺利升空，到2019年12月16日北斗三号全球系统核心星座部署完成，在工程7大系统、300多家参研参建单位、10万余名科研人员的共同努力下，中国“北斗”覆盖了全球的每一个角落。此次发射成功的两颗卫星，标志着我国卫星导航系统由区域向全球发展。

王平告诉记者，北斗全球组网核心星座部署完成后，将在全球范围内提供全天候、全天时、高精度的导航定位授时服务。

“三步走战略”适合国情

相对于其他国家的导航卫星，北斗最大特点就是由3种轨道组成。据了解，美国的GPS、俄罗斯的格洛纳斯、欧洲的伽利略均采用了单一中圆地球轨道卫星星座。

不难看出，承担全球组网任务有中圆地球轨道卫星就足够，北斗为何还要将地球静止轨道卫星和倾斜地球同步轨道卫星拉入队伍?

“这源自北斗三步走的发展战略。”据北斗卫星导航系统总设计师杨长风介绍，在前两步里，北斗分别要为中国和亚太地区提供服务，地球静止轨道卫星和倾斜地球同步轨道卫星显然更有优势，而中圆地球轨道卫星更适合全球导航服务。况且当时中圆地球轨道卫星还有很多关键技术尚未突破，需要通过实战验证，因此选择了适合中国国情的三步走战略。

为此，北斗人首次建成了3种轨道组成的，以最少的卫星数量建设了集基本导航、位置报告等多种业务于一体的北斗二号区域卫星导航系统，成为世界上区域卫星导航系统建设的典范。

“这种技术体制可以高效构建区域系统，兼顾拓展全球系统。”当北斗二号“升级”为北斗三号，开启全球组网征程后，中圆地球轨道卫星跃升为“主力”，而此时的地球静止轨道卫星和倾斜地球同步轨道卫星，则成为前者的“最佳队友”，它们不仅承担着配合中圆地球轨道卫星、增强北斗三号整体技术指标的“助攻”职责，还携带了很多“神器”，为未来北斗广泛运行与应用之路进行拓展和验证。

“一流的北斗，通过混合星座展现独特优势，在信号体制、技术体制和服务功能几个方面保持领先水平。采用高中低三种轨道混合星座布局的北斗，抗遮挡能力强。”杨长风表示，北斗系统目前已经达到动态分米级、静态厘米级水平，并保持完好性。在实现基本服务全球覆盖的基础上，精度较过去提高两倍。北斗还通过通信导航一体化模式，将导航与通信功能创新性结合，在抗震救灾、国际搜救等领域应用获得良好效果。

用户体验进一步提升

随着北斗三号全球系统核心星座部署完成，用户体验将通过提供全天候、全天时、高精度的定位、导航和授时服务进一步得到提升。现在，北斗已在交通、农业、减灾等行业得到广泛应用，影响着人们生活的方方面面。

交通运输领域是北斗规模化应用的重点区域。小到自主泊车，大到智慧港口自动化港机设备的交互，都“嵌入”了北斗高精度设备。

北斗导航使农业更“智慧”。搭载北斗自动驾驶设备的拖拉机，牵引着精量播种机，可以使播种均匀、深度一致、出苗整齐、省时省力。

在防灾减灾方面，人们可使用北斗报灾终端机接收到北斗卫星发送的灾害预警播报信息，一旦洪涝、冰雪、地震等重大突发自然灾害发生，电信、供电系统出现中断，灾情信息员可以第一时间借助这套系统来上报灾情或应急求救。

如今的北斗日益走进人们生活——燃气巡检用上北斗定位实时监督;智慧养老装上户外北斗卫星导航系统救助警报器;利用基于北斗的物联网信息系统，全程监管废弃油脂;利用北斗将除雪铲冰车的运作轨迹全监控，实现高效扫雪等。杨长风表示，随着未来北斗系统的组网进度不断加快，北斗还将进一步与互联网、物联网、5G、大数据等深度融合，更好地服务全人类。

（记者 章文）

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