高一鳴 孫維 科技日報記者 付毅飛
11月1日23時57分，我國在西昌衛星發射中心用長征三號乙運載火箭，成功發射第四十一顆北斗導航衛星。這是我國北斗三號系統第十七顆組網衛星，也是北斗三號系統首顆地球靜止軌道衛星。
史嘯 攝
北斗衛星導航系統總設計師楊長風介紹，該衛星在全面兼容北斗二號短報文服務基礎上，容量將提升10倍，用戶機發射功率降低10倍，能力大幅提升。同時它能提供星基增強服務，將按照國際民航標準，實現更高精度、更高完好性的導航。
長三乙火箭起飛
記者從北斗“大本營”——中國航天科技集團五院了解到，作為北斗三號衛星導航系統高軌首發星，該衛星被昵稱為“吉星”（GEO軌道衛星的諧音），也被公認在北斗家族中“功能最強”。除了具備傳統導航衛星功能，它身懷多項絕技，具有廣闊應用前景與劃時代意義。
助力自動駕駛的太空基地台
“吉星”的第一項絕技，要從最近很熱的自動駕駛說起。
要想自動駕駛，車輛必須實時、精準地知道自己的位置。如果僅憑借衛星導航定位，會有幾米甚至十幾米的誤差，汽車分分鐘開上馬路牙子。這就需要在地面建設基準參考站，進行“地基增強”以消除定位誤差。基準參考站要把衛星定位資訊與實際位置間的誤差實時“廣播”出去，周邊用戶才能據此去粗取精，獲得精密定位資訊。
那麽問題來了。一座基地台只能覆蓋周圍幾十公里，如果大量建設基地台不僅耗資巨大，也無法保證熱點地區的全覆蓋。這時，“吉星”的衛星精密單點定位業務將發揮明顯優勢。
據五院北斗三號衛星副總設計師劉天雄介紹，工作在地球靜止軌道的“吉星”，可以向地面穩定地廣播導航差分和完好性增強信號。只需以現有北斗導航衛星地面站為參考，得出各地導航誤差，再通過“吉星”將信號播發給用戶，即可實現動態分米級、事後厘米級的定位服務，足夠汽車自動駕駛、船舶精準停泊等場景使用。
讓民航接收的信號更靠譜
火箭吊裝。史嘯 攝
面向民航用戶提供衛星導航服務星基增強，是“吉星”的另一項本領。
與自動駕駛、精準農業等應用場景不同，民航對導航信號完好性有嚴苛的要求。所謂“完好性”，通俗來說就是給我的導航信號要靠譜，萬一不靠譜，也要盡早告訴我。
班機在航路上飛行時，導航信號偶爾中斷還好說，可如果在飛機起降過程中，導航信號消失或出現偏差，誤導飛行員操作，後果不堪設想。“吉星”會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，進一步提升衛星導航定位精度，同時增強導航信號的完好性。萬一導航信號出現問題，“吉星”也會在6秒安全時間內，通知用戶切換其它導航信號。
此前，只有美國、歐洲等極少數國家和地區具備向民航提供星基增強業務的能力。“吉星”一旦提供此項服務，意味著我國在衛星導航領域取得重大突破，將帶來巨大的經濟和社會效益，提升北斗導航系統的國際地位。
短報文功能“簡訊”變“微信”
2008年汶川地震發生後，災區通信設施遭到嚴重破壞，救援部隊利用北斗短報文通信發出資訊，將災情和受災位置報告給救災搶險指揮部。北斗“既知道我在哪、又知道你在哪”的導航、通信一體化優勢，給各應用方留下了深刻印象。
十年過去了，北斗短報文通信功能已廣泛應用到各行業，特別是在保護我國漁民、維護國家海洋權益上發揮著重要作用。
如今，“吉星”不僅在導航信號上兼容北斗二號，在短報文通信功能上也有了新突破。單次可發送千余字元，實現了從“簡訊”到“微信”的跨越，足以將突發情況一次性說清楚；還支持圖片發送，應用場景將更為豐富。同時“吉星”的接收信號能力也大幅增強，可使用戶終端進一步小型化，並能與手機號互聯，用戶體驗將大大提升。
為了承載強大的功能，五院為“吉星”配備了東方紅三B（導航）衛星平台，這是我國現役規模最大的衛星平台之一。不過，各種通信載荷給整星的電磁兼容帶來極大挑戰。劉天雄表示，研製團隊集智突破，高水準地解決了該難題，使“吉星”成為通信、導航一體化設計水準最高的衛星。另外，大平台裝載的充足燃料，以及一系列可靠性設計，也讓“吉星”的設計壽命創下了北斗家族的新高。
來源：科技日報 圖片除注明外均由中國航天科技集團一院提供
編輯：陳小柒
審核：王小龍
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