本刊記者 徐菁
謝軍總設(shè)計(jì)師
2012年年底,“北斗”區(qū)域衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(以下簡稱“北斗”區(qū)域系統(tǒng))建成并正式投入運(yùn)行,這對(duì)我國和周邊地區(qū)將會(huì)有怎樣的重要影響?我國的“北斗”導(dǎo)航衛(wèi)星星座與美國的“全球定位系統(tǒng)”(GPS)星座相比存在哪些特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)?“北斗”導(dǎo)航衛(wèi)星星載原子鐘實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化有什么重要意義?未來“北斗”導(dǎo)航衛(wèi)星在長壽命和高可靠性方面需要做哪些工作?帶著這些問題,本刊記者對(duì)“北斗”導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)總設(shè)計(jì)師謝軍(以下簡稱謝總)進(jìn)行了專訪。
“北斗”地球靜止軌道衛(wèi)星在軌飛行示意圖
記者:“北斗”區(qū)域系統(tǒng)建成并正式運(yùn)行后,已向亞太地區(qū)用戶提供定位、導(dǎo)航和授時(shí)服務(wù)。請(qǐng)您談?wù)劇氨倍贰眳^(qū)域系統(tǒng)建成對(duì)我國及周邊地區(qū)的重要影響。
謝總:“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是具有中國特色的空間基礎(chǔ)設(shè)施,可提供有源定位、導(dǎo)航和授時(shí),無源定位、導(dǎo)航和授時(shí),短報(bào)文通信和位置報(bào)告三大服務(wù)。從技術(shù)體制和實(shí)現(xiàn)途徑上來說,該系統(tǒng)能免費(fèi)提供無源定位、導(dǎo)航和授時(shí)服務(wù),以廣播的形式發(fā)給覆蓋區(qū)域的所有地面用戶。
“北斗”區(qū)域系統(tǒng)的建成對(duì)我國及周邊地區(qū)有重要的應(yīng)用意義。我國及周邊地區(qū)目前使用的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)基本上是美國的GPS,作為一個(gè)航天大國來說,我國必須在衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域占有一席之地,這是非常重要的。首先,有了獨(dú)立自主的星地一體化系統(tǒng)以后,我國可以進(jìn)一步開發(fā)衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用領(lǐng)域,并且把星地之間的一體化工作做好;而GPS系統(tǒng)在很多方面對(duì)我們并不開放,所以更無法介入其星地一體化設(shè)計(jì)。第二,“北斗”區(qū)域系統(tǒng)正式運(yùn)行和提供服務(wù)以后,我國及周邊地區(qū)的用戶可以接收到除了GPS和俄羅斯的“全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)”(GLONASS)信號(hào)之外的新的衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào),從而多了一種選擇,多了一種可獲取的資源,這對(duì)于提高服務(wù)精度是有好處的。
記者:2012年,進(jìn)行了兩次“北斗”導(dǎo)航衛(wèi)星的“一箭雙星”發(fā)射,這對(duì)導(dǎo)航衛(wèi)星的研制和發(fā)射帶來了哪些挑戰(zhàn)?
謝總:以“一箭雙星”方式發(fā)射兩顆大型“北斗”導(dǎo)航衛(wèi)星與以往的“一箭單星”發(fā)射不同,在技術(shù)和管理上帶來一些新的課題。首先,“一箭雙星”發(fā)射對(duì)于“北斗”導(dǎo)航衛(wèi)星出廠前的工作提出了非常明確的進(jìn)度和質(zhì)量要求。一支研制隊(duì)伍同時(shí)兼顧兩顆衛(wèi)星,這兩顆衛(wèi)星必須同時(shí)具備出廠要求和狀態(tài),因此我們優(yōu)化了流程,舉一反三,不能留有任何質(zhì)量問題隱患,把所有工作都要做到位。
在發(fā)射場(chǎng)方面,這是我們國家第一次同時(shí)發(fā)射兩顆相同的大衛(wèi)星,對(duì)西昌衛(wèi)星發(fā)射中心來說,以往沒有接受過這樣的任務(wù),因此在執(zhí)行任務(wù)期間,在衛(wèi)星系統(tǒng)與發(fā)射場(chǎng)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)方面需要做很多工作,包括制定發(fā)射場(chǎng)流程和風(fēng)險(xiǎn)預(yù)案。首先,衛(wèi)星被送往發(fā)射場(chǎng)后的工作安排,要有一個(gè)明確的策劃,包括場(chǎng)地安排和工作項(xiàng)目;衛(wèi)星在發(fā)射場(chǎng)的環(huán)境和條件與出廠前的都不一樣,必須按照新的環(huán)境、新的條件做好預(yù)案。其次,在發(fā)射場(chǎng)對(duì)衛(wèi)星進(jìn)行測(cè)試的整個(gè)過程中,需要注意兩顆衛(wèi)星相互之間的影響,特別是電磁干擾方面的影響。第三,衛(wèi)星和運(yùn)載火箭從技術(shù)區(qū)轉(zhuǎn)移到發(fā)射區(qū)的狀態(tài)與以往也不一樣,以往在“一箭單星”發(fā)射時(shí),衛(wèi)星在技術(shù)區(qū)完成測(cè)試,被裝在包裝箱里運(yùn)到發(fā)射區(qū),與運(yùn)載火箭對(duì)接之后,再蓋上火箭的整流罩;而用“一箭雙星”發(fā)射“北斗”導(dǎo)航衛(wèi)星,由于各方面條件的約束,必須在廠房里把兩顆衛(wèi)星一上一下放好,再把整流罩扣好,然后整體轉(zhuǎn)移到發(fā)射塔架。在這個(gè)過程中,需要對(duì)衛(wèi)星系統(tǒng)、火箭系統(tǒng)和發(fā)射場(chǎng)系統(tǒng)三方面進(jìn)行協(xié)調(diào)。第四,這兩次“一箭雙星”發(fā)射的是中圓軌道導(dǎo)航衛(wèi)星,按照星座的設(shè)計(jì),發(fā)射窗口只有10分鐘左右的時(shí)間,所以如果其中一顆衛(wèi)星發(fā)射前狀態(tài)的設(shè)置出現(xiàn)問題,就有可能導(dǎo)致發(fā)射時(shí)間推遲,會(huì)造成非常大的影響。
另外,在星箭分離這件事情上,我們也要解決過去從未遇到的問題。以往“一箭多星”同時(shí)發(fā)射一顆大衛(wèi)星和幾顆小衛(wèi)星時(shí),星箭分離之后,這些衛(wèi)星會(huì)各飛各的軌道;而用“一箭雙星”發(fā)射“北斗”中圓軌道導(dǎo)航衛(wèi)星時(shí),星箭分離后兩顆衛(wèi)星必須精確進(jìn)入同一個(gè)軌道面的不同軌位上,同時(shí)又要避免兩顆衛(wèi)星距離太近而發(fā)生碰撞。
記者:“北斗”導(dǎo)航衛(wèi)星是中國航天首次嘗試組批生產(chǎn)的項(xiàng)目,為什么要選擇“北斗”導(dǎo)航衛(wèi)星來進(jìn)行組批生產(chǎn)?
謝總:我想說的是,“一箭雙星”發(fā)射也好,組批生產(chǎn)也好,這在“北斗”導(dǎo)航衛(wèi)星項(xiàng)目上得到實(shí)現(xiàn),反映了我們國家的航天生產(chǎn)能力、研制能力和管理水平提高到一個(gè)新的水平。組織20支隊(duì)伍研制不同的衛(wèi)星,與組織2支隊(duì)伍研制2顆衛(wèi)星其實(shí)沒有太大的區(qū)別;但是,一支研制隊(duì)伍按照一份圖紙,在一個(gè)狀態(tài)下,短期內(nèi)生產(chǎn)出十幾顆衛(wèi)星,這是非常具有挑戰(zhàn)性的,也是研制能力的重要體現(xiàn)。
“北斗”系統(tǒng)進(jìn)行組批生產(chǎn)的原因主要有兩點(diǎn):第一,因?yàn)椤氨倍贰睂?dǎo)航衛(wèi)星發(fā)射入網(wǎng),只有整個(gè)衛(wèi)星星座完全部署之后,才能發(fā)揮它應(yīng)有的功能和作用,才能保證其技術(shù)指標(biāo),提供高質(zhì)量的服務(wù),少數(shù)幾顆衛(wèi)星無法構(gòu)成一個(gè)完整的系統(tǒng),無法保證服務(wù)性能;第二,衛(wèi)星的研制有一個(gè)時(shí)間周期,但同時(shí)衛(wèi)星又是有壽命的,目前我國“北斗”導(dǎo)航衛(wèi)星的壽命是8年,衛(wèi)星研制生產(chǎn)時(shí)間拖得太長,必然導(dǎo)致星座組網(wǎng)時(shí)間延長。如果組網(wǎng)時(shí)間超過8年,這實(shí)際上就意味著無法完成整個(gè)星座的完全部署,比方說,在第1顆衛(wèi)星到位后的第9年最后1顆衛(wèi)星才部署到位,這時(shí)第1顆星面臨失效,又得重新補(bǔ)充衛(wèi)星,所以從理論上講,衛(wèi)星組網(wǎng)的時(shí)間越短越好。2011年年底,“北斗”區(qū)域系統(tǒng)提供試運(yùn)行服務(wù)時(shí),水平定位精度只能承諾優(yōu)于25m,原因就是區(qū)域?qū)Ш叫亲€沒有完全部署;而2012年年底系統(tǒng)正式運(yùn)行后的水平定位精度優(yōu)于10m,這是一個(gè)很大的變化。
要保證“北斗”星座在短時(shí)間內(nèi)完成組網(wǎng),必須堅(jiān)持“一次設(shè)計(jì)、組批生產(chǎn)、流水測(cè)試、密集發(fā)射、快速組網(wǎng)”。我們?cè)诓坏?年的時(shí)間,發(fā)射了14顆“北斗”衛(wèi)星,這在中國航天史上是沒有先例的,表明了我國的航天實(shí)力在快速增強(qiáng)。
記者:目前的區(qū)域?qū)Ш叫亲捎谩?+5+4”的方案部署,從覆蓋區(qū)域和定位精度上來說,“5+5”就能夠滿足要求,那么今年發(fā)射的4顆中圓軌道導(dǎo)航衛(wèi)星對(duì)系統(tǒng)性能起到什么作用呢?
謝總:在“北斗”區(qū)域系統(tǒng)的建設(shè)過程中,方方面面的意見都要考慮進(jìn)去,采用混合星座的方式充分體現(xiàn)了中國的特色(編者注:“北斗”星座由地球靜止軌道衛(wèi)星、中圓軌道衛(wèi)星和傾斜地球同步軌道衛(wèi)星組成)?;旌闲亲暮锰幵谟?,通過較少的衛(wèi)星數(shù)量,就能使“北斗”區(qū)域系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)覆蓋區(qū)服務(wù)性能的保證。實(shí)際上,在目前的“北斗”區(qū)域系統(tǒng)中,通過地球靜止軌道衛(wèi)星和傾斜地球同步軌道衛(wèi)星就能保證區(qū)域內(nèi)服務(wù)性能的要求,可以不需要4顆中圓軌道衛(wèi)星。但是,從未來“北斗”全球系統(tǒng)的整個(gè)發(fā)展和規(guī)劃來講,主要還是依賴于中圓軌道衛(wèi)星來保證全球覆蓋。
從“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)“三步走”的發(fā)展戰(zhàn)略部署來看,先解決區(qū)域問題,然后再全球覆蓋,所以在“北斗”區(qū)域系統(tǒng)中必須部署地球靜止軌道衛(wèi)星和傾斜地球同步軌道衛(wèi)星;同時(shí),又要考慮下一步的全球系統(tǒng)建設(shè),因此在目前的區(qū)域系統(tǒng)中開展了必要的技術(shù)驗(yàn)證,包括對(duì)這種混合星座進(jìn)行評(píng)估。
具體來說,中圓軌道衛(wèi)星所起的作用主要有三個(gè)方面:第一,可以驗(yàn)證混合星座的可行性,看看是否能達(dá)到預(yù)先設(shè)計(jì)的指標(biāo)。第二,從系統(tǒng)的可靠性和魯棒性上來說,4顆中圓軌道衛(wèi)星可以對(duì)“5+5”的星座部署起到周期性的改善作用;如果有一二顆在軌的傾斜地球同步軌道衛(wèi)星發(fā)生故障,那么中圓軌道衛(wèi)星可以通過軌道調(diào)整,起到替代失效衛(wèi)星的作用,也就是說,中圓軌道衛(wèi)星具有在軌備份的功能。第三,為未來部署“北斗”全球系統(tǒng)提供經(jīng)驗(yàn)。
記者:2012年以后建設(shè)“北斗”全球系統(tǒng)還要發(fā)射多顆中圓軌道衛(wèi)星,后續(xù)發(fā)射的中圓軌道衛(wèi)星與已發(fā)射的4顆中圓軌道衛(wèi)星有區(qū)別嗎?這些后續(xù)衛(wèi)星的技術(shù)特點(diǎn)是什么?
謝總:“北斗”區(qū)域系統(tǒng)將第一次向中國和周邊地區(qū)的用戶提供免費(fèi)的無源定位、導(dǎo)航和授時(shí)服務(wù),因此在衛(wèi)星的信號(hào)設(shè)計(jì)上是滿足最基本的要求。而在“北斗”全球系統(tǒng)中,中圓軌道衛(wèi)星數(shù)量多,采用3個(gè)軌道面相隔120°均勻分布,在已發(fā)射的中圓軌道衛(wèi)星信號(hào)基礎(chǔ)上,將增加一些信號(hào),同時(shí)還要考慮與其他的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS),如GPS、在建的歐洲“伽利略”(Galileo)系統(tǒng),以解決信號(hào)上的兼容互操作問題。其次,我們還有一些新技術(shù)驗(yàn)證也會(huì)在未來中圓軌道衛(wèi)星上體現(xiàn)。第三,未來中圓軌道衛(wèi)星的衛(wèi)星平臺(tái)與現(xiàn)有衛(wèi)星的衛(wèi)星平臺(tái)存在區(qū)別,我們將采用專門設(shè)計(jì)的中圓軌道衛(wèi)星平臺(tái)。最后,未來衛(wèi)星在小型化、發(fā)射質(zhì)量以及“一箭多星”的發(fā)射方式上都會(huì)有所變化;衛(wèi)星的壽命也會(huì)延長,從現(xiàn)在的8年延長到12年,甚至15年。
記者:“北斗”導(dǎo)航衛(wèi)星星座由3種軌道的衛(wèi)星構(gòu)成,這3種衛(wèi)星在功能上有什么區(qū)別?與美國GPS星座相比,“北斗”導(dǎo)航衛(wèi)星星座有哪些特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)?
謝總:我國立足于現(xiàn)有的技術(shù)水平和國家的特點(diǎn),確定了“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)采用3種軌道衛(wèi)星構(gòu)成混合星座。在服務(wù)功能的配置上,這3種軌道的衛(wèi)星是有區(qū)別的:地球靜止軌道衛(wèi)星具備有源定位、導(dǎo)航和授時(shí),無源定位、導(dǎo)航和授時(shí),短報(bào)文通信3種服務(wù)功能,而中圓軌道衛(wèi)星和傾斜地球同步軌道衛(wèi)星只具有無源定位、導(dǎo)航和授時(shí)功能。星座中由于有了地球靜止軌道衛(wèi)星,才保證了有源定位、導(dǎo)航和授時(shí)服務(wù),以及短報(bào)文通信和位置報(bào)告功能。
“北斗”導(dǎo)航衛(wèi)星進(jìn)行天線展開試驗(yàn)(南勇/攝)
裝有兩顆“北斗”中圓軌道導(dǎo)航衛(wèi)星的雙星組合體(南勇/攝)
“一箭雙星”發(fā)射前為“北斗”導(dǎo)航衛(wèi)星蓋上整流罩(南勇/攝)
與GPS星座相比,“北斗”導(dǎo)航衛(wèi)星星座的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)包括:一、“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)采用的這種混合星座能以相對(duì)較少數(shù)量的衛(wèi)星保證區(qū)域內(nèi)的服務(wù)性能,這是一種比較經(jīng)濟(jì)的方式;如果全部采用中圓軌道衛(wèi)星,十幾顆衛(wèi)星無法實(shí)現(xiàn)目前的性能指標(biāo)。二、由于衛(wèi)星數(shù)量少,整個(gè)部署時(shí)間和周期更短,星座建設(shè)速度更快,見效也更快。三、由于有了地球靜止軌道衛(wèi)星,在提供的服務(wù)上比GPS多了有源定位和短報(bào)文通信;雖然有源定位需要用戶申請(qǐng),并通過地面站轉(zhuǎn)發(fā),但是實(shí)現(xiàn)首次定位時(shí)間比無源定位更短。
記者:“北斗”導(dǎo)航衛(wèi)星星座中的地球靜止軌道衛(wèi)星和中圓軌道衛(wèi)星在空間飛行環(huán)境方面存在怎樣的不同?
謝總:由于中圓軌道衛(wèi)星一直運(yùn)行在地球輻射帶內(nèi),因此星上的電子元器件受到的電磁輻射總劑量要比地球靜止軌道衛(wèi)星的高;而地球靜止軌道衛(wèi)星也有不利的方面,比如星上大規(guī)模集成電路易受空間高能電子或質(zhì)子影響而造成的表面放電及內(nèi)帶電效應(yīng),地球靜止軌道衛(wèi)星的產(chǎn)品表現(xiàn)比中圓軌道衛(wèi)星要差。所以在衛(wèi)星研制過程中,不管是地球靜止軌道衛(wèi)星,還是中圓軌道衛(wèi)星,我們都按照最惡劣的空間環(huán)境來設(shè)計(jì)。
記者:星載原子鐘是導(dǎo)航衛(wèi)星的核心技術(shù),它在衛(wèi)星導(dǎo)航中起什么作用?目前,“北斗”導(dǎo)航衛(wèi)星上的原子鐘已實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化,請(qǐng)您談?wù)勎覈莆者@一核心技術(shù)的重要意義。
將“北斗”雙星組合體運(yùn)往發(fā)射區(qū)(南勇/攝)
謝總:導(dǎo)航衛(wèi)星的坐標(biāo)精度和時(shí)間精度都是地面用戶測(cè)量的基礎(chǔ),如果衛(wèi)星的位置和時(shí)間不準(zhǔn)的話,那么地面用戶得到的數(shù)據(jù)是不可能準(zhǔn)確的,而導(dǎo)航衛(wèi)星的時(shí)間基準(zhǔn)必須依靠星載原子鐘,所以原子鐘是導(dǎo)航衛(wèi)星最關(guān)鍵的核心設(shè)備。因此,在“北斗”系統(tǒng)立項(xiàng)的時(shí)候,就明確了“實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)原子鐘是必由之路”這一基本原則。我國在最初發(fā)射的幾顆“北斗”導(dǎo)航衛(wèi)星上配置的原子鐘,一部分是從歐洲引進(jìn)的,一部分是國產(chǎn)的;由于國外的技術(shù)封鎖和我國的技術(shù)攻關(guān),后來發(fā)射的“北斗”衛(wèi)星上的原子鐘則全部實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化了。
星載原子鐘國產(chǎn)化的意義在于:高精度的星載原子鐘是目前國外嚴(yán)格封鎖和無法用金錢購買的關(guān)鍵技術(shù),我們通過自主創(chuàng)新、強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合,實(shí)現(xiàn)了突破,這是我國自主創(chuàng)新的重要成果。如果說,20世紀(jì)五六十年代中國必須要有自己的原子彈,那么,到了21世紀(jì)中國必須要有自己的星載原子鐘。沒有國產(chǎn)星載原子鐘,我國衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展將受制于別國,航天大國的地位也無法穩(wěn)固。
從目前對(duì)星載原子鐘的測(cè)量數(shù)據(jù)與地面的評(píng)估測(cè)試數(shù)據(jù)來看,我們的國產(chǎn)原子鐘性能指標(biāo)完全滿足工程建設(shè)的要求。國產(chǎn)的銣原子鐘在質(zhì)量和性能指標(biāo)上甚至優(yōu)于歐洲的原子鐘。
記者:美國GPS衛(wèi)星采用碼分多址方式調(diào)制導(dǎo)航信號(hào),俄羅斯GLONASS衛(wèi)星以往采用頻分多址方式,現(xiàn)在又改為兩種方式都有。我國“北斗”導(dǎo)航衛(wèi)星出于怎樣的考慮選擇了碼分多址方式,是技術(shù)方面還是兼容性方面的原因?
謝總:在技術(shù)發(fā)展上,先有頻分多址方式,后來出現(xiàn)了碼分多址方式,可以說后者比前者更先進(jìn)。設(shè)計(jì)一個(gè)技術(shù)比較先進(jìn)的導(dǎo)航星座,選擇碼分多址方式調(diào)制導(dǎo)航信號(hào),在很多方面比頻分多址方式更具優(yōu)越性,例如:抗干擾性能、頻率資源的占用、與其他導(dǎo)航系統(tǒng)的兼容、接收機(jī)的設(shè)計(jì)等。所以,不管是從技術(shù)上,還是從兼容性上考慮,“北斗”導(dǎo)航衛(wèi)星都應(yīng)選擇碼分多址方式。
記者:要保證導(dǎo)航星座的正常運(yùn)行,除了不斷發(fā)射后續(xù)星之外,延長衛(wèi)星使用壽命也是非常重要的。目前,“北斗”導(dǎo)航衛(wèi)星的壽命是8年,未來在延長導(dǎo)航衛(wèi)星壽命方面,我們要做哪些工作?
謝總:對(duì)于“北斗”這樣一個(gè)大型的衛(wèi)星星座,8年的壽命是衛(wèi)星設(shè)計(jì)的基本要求;延長衛(wèi)星壽命對(duì)保證星座的正常運(yùn)行很重要。我認(rèn)為,要想延長衛(wèi)星壽命,必須做好三方面的工作:一、在衛(wèi)星設(shè)計(jì)上,必須嚴(yán)格貫徹和落實(shí)可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則,包括熱設(shè)計(jì)、元器件降額設(shè)計(jì)、空間環(huán)境輻照設(shè)計(jì)等都要做到位;二、衛(wèi)星系統(tǒng)要有冗余,星上的任何一個(gè)部件都有可能在飛行過程中出現(xiàn)意想不到的問題,因此必須做好冗余,才能使衛(wèi)星的功能得到保證;三、衛(wèi)星入軌后的在軌維護(hù)和管理應(yīng)該做好,需要精心的管理,在軌操作時(shí)盡量減少衛(wèi)星推進(jìn)劑的消耗。
記者:到2020年“北斗”全球系統(tǒng)將全面建成。目前,建造“北斗”全球系統(tǒng)還需要攻克哪些關(guān)鍵技術(shù)?導(dǎo)航衛(wèi)星需要在哪些方面進(jìn)行改進(jìn)?
“北斗”雙星組合體與火箭對(duì)接(南勇/攝)
謝總:通過“北斗”區(qū)域系統(tǒng)的建設(shè),我們積累了很多經(jīng)驗(yàn),包括星座的設(shè)計(jì),組批生產(chǎn),產(chǎn)品研制過程中的質(zhì)量控制、新技術(shù)和新體制的驗(yàn)證及驗(yàn)證方法。從現(xiàn)在起到2020年這么短的時(shí)間內(nèi)要建成全球系統(tǒng),還有很多問題需要克服:一、把用戶的需求很好地理解到位,同時(shí)按照目前研制的總要求,搞好衛(wèi)星的設(shè)計(jì)工作,保證達(dá)到全球系統(tǒng)的性能指標(biāo)、可靠性的要求,滿足運(yùn)載火箭接口的要求;同時(shí)在衛(wèi)星設(shè)計(jì)的驗(yàn)證技術(shù)方面、元器件的選擇方面、衛(wèi)星試驗(yàn)與考核方法等方面都有很多工作要做;二、借鑒區(qū)域系統(tǒng)的建設(shè)經(jīng)驗(yàn),優(yōu)化整個(gè)技術(shù)狀態(tài)的控制方法,在認(rèn)真執(zhí)行已有規(guī)范的同時(shí),對(duì)可能出現(xiàn)的新情況制定新的有效措施;三、在組批生產(chǎn)方面,做好資源保證,確保在8年內(nèi)完成30多顆衛(wèi)星的生產(chǎn);四、在整個(gè)大系統(tǒng)的組織方面,衛(wèi)星系統(tǒng)如何與發(fā)射系統(tǒng)、運(yùn)控系統(tǒng)、測(cè)控系統(tǒng)等其他五大系統(tǒng)協(xié)調(diào)好,也有很多事情要做。
在導(dǎo)航衛(wèi)星研制上,我認(rèn)為要攻克的技術(shù)包括:一、由于全球系統(tǒng)既要保證區(qū)域服務(wù)質(zhì)量,又要保證全球覆蓋,因此衛(wèi)星的技術(shù)指標(biāo)會(huì)有一定的提高;二、國產(chǎn)的星載原子鐘在頻率的準(zhǔn)確度、長期的穩(wěn)定度等方面還有待進(jìn)一步提高;三、衛(wèi)星的測(cè)距精度會(huì)比目前更高,同時(shí),減少在軌控制模式的轉(zhuǎn)化,這些對(duì)衛(wèi)星平臺(tái)會(huì)帶來一些技術(shù)變化,平臺(tái)的姿態(tài)穩(wěn)定性要求越來越高;四、由于“北斗”系統(tǒng)要提供全球服務(wù),而我國在國外沒有建設(shè)足夠的監(jiān)測(cè)站,這就需要靠星間鏈路技術(shù)來解決這一矛盾,因此要攻克星間鏈路技術(shù);五、在衛(wèi)星的小型化方面、可靠性的提高方面和延長衛(wèi)星壽命方面都還需要進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)。
兩顆“北斗”中圓軌道導(dǎo)航衛(wèi)星由長征-3B火箭發(fā)射(南勇/攝)
記者:在美、俄已建成全球衛(wèi)星導(dǎo)航星座的情況下,我國建造“北斗”全球系統(tǒng)的意義和應(yīng)用前景是什么?美、俄、歐、中的四大衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)如何實(shí)現(xiàn)兼容互操作?兼容互操作后衛(wèi)星定位精度大概能提高多少?
謝總:我國建造“北斗”全球系統(tǒng)的意義就在于,作為一個(gè)航天大國,必須要有獨(dú)立自主的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)?!氨倍贰比蛳到y(tǒng)在短報(bào)文通信和位置報(bào)告方面的應(yīng)用前景很廣闊,目前國內(nèi)的一些企業(yè)已經(jīng)在開發(fā)推廣相關(guān)產(chǎn)品,把導(dǎo)航、定位與短報(bào)文通信結(jié)合起來,發(fā)揮了很大的優(yōu)勢(shì)。如果政府再給予一些傾斜政策,我想可以在短期內(nèi)得到更好的應(yīng)用,取得更大的效益。
關(guān)于四大衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)如何實(shí)現(xiàn)兼容互操作的問題,作為一個(gè)負(fù)責(zé)任的航天大國,從“北斗”系統(tǒng)開始建設(shè)之初,我們就和其他三大系統(tǒng)就兼容互操作問題上進(jìn)行磋商和協(xié)調(diào)。2012年11月在北京召開了全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)國際委員會(huì)(ICG)第七屆大會(huì),此舉表明了我國在兼容互操作問題上的積極態(tài)度,我們非常愿意把“北斗”系統(tǒng)設(shè)計(jì)成可兼容互操作的系統(tǒng),使“北斗”信號(hào)能夠被全球的用戶接收到。只要各國在導(dǎo)航信號(hào)的設(shè)計(jì)上進(jìn)行協(xié)調(diào),實(shí)現(xiàn)四大系統(tǒng)的兼容互操作是完全可能的。
各個(gè)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)兼容互操作之后,導(dǎo)航定位精度會(huì)有一定提高,但更重要的是用戶接收機(jī)終端的處理算法會(huì)更加簡單,接收到的衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)會(huì)更多,這能給用戶帶來更多的實(shí)惠。
記者:2020年“北斗”全球系統(tǒng)全面建成后,將會(huì)在國際產(chǎn)生什么影響?
謝總:到2020年,我國將建成技術(shù)先進(jìn)、開放兼容、獨(dú)立運(yùn)行、穩(wěn)定可靠,并擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的“北斗”全球系統(tǒng),成為能與美、俄、歐三個(gè)系統(tǒng)相互兼容的GNSS四大供應(yīng)商之一,打破目前美國GPS在全球的壟斷地位,這也是一個(gè)國家綜合實(shí)力的具體體現(xiàn)。