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北斗全球系统组网完成,为何“不寻常”?/中国600公里磁浮样车试跑成功

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一、北斗全球系统组网完成,为何“不寻常”?

2020年6月23日  环球网 新京报

完美收官,星耀全球。6月23日上午,中国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭,成功发射北斗系统第55颗导航卫星,暨北斗三号最后一颗全球组网卫星,北斗三号全球卫星导航系统星座部署比原计划提前半年完成。

北斗三号收官发射一波三折。之前因2次航天发射失利,工程全线举一反三 ,质量复查,发射时间由5月调整至6月;6月16日,因临射前发现产品技术问题,为确保百分百成功、不带任何隐患上天,发射再次推迟。此次任务的圆满成功,充分体现了航天战线求真务实的科学精神和严慎细实的工作作风,印证了“严肃认真、周到细致、稳妥可靠、万无一失”科研试验方针是航天事业不断战胜困难、持续夺取胜利的重要法宝。

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发射成功后,联合国外空司专门发来视频,祝贺北斗系统完成全球组网部署,肯定北斗系统正在推动全球经济社会发展,赞赏北斗系统在和平利用外太空、参与联合国空间活动国际合作等方面做出的巨大贡献。

此次发射的卫星属地球静止轨道卫星,经过一系列在轨测试入网后,中国将进行北斗全系统联调联试,在确保系统运行稳定可靠、性能指标优异基础上,择机面向用户提供全天时、全天候、高精度全球定位导航授时服务,以及星基增强、短报文通信、精密单点定位等特色服务。

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北斗三号卫星在轨运行效果图  航天科技集团五院供图

上世纪80年代,中国航天开始探索适合国情的卫星导航系统发展道路。1994年北斗工程立项分“三步走”,26年走完了全球其他导航系统40年走完的路,这是一条自主走出的不寻常之路。

从“灯塔计划”到北斗工程

北斗工程诞生之前,我国曾提出过初代导航系统:“灯塔计划”。灯塔计划”上世纪60年代末立项,最终因技术方向转型、财力有限等原因终止。但十余年设计研制,为后来导航卫星发展积累了经验。

1983年,以陈芳允院士为代表的专家学者,提出利用2颗地球同步轨道卫星测定地面和空中目标设想,这是北斗导航系统的步。建北斗,是一步完成全球组网,还是分阶段走?当时引发不小争议。最终,“先区域、后全球”思路被确定下来,“三步走”北斗之路由此铺开。

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1993年初,五院提出卫星总体方案。次年,北斗一号工程立项。当时国外对中国技术封锁,国内部件厂家尚未成熟,北斗一号研制只能在摸索中起步。北斗一号总设计师范本尧院士回忆,国产化从北斗一号太阳帆板做起,“当时很多卫星都不敢上,北斗是第一个‘吃螃蟹’的,硬着头皮上。”

之后国产化攻关更为艰苦,不论是东方红三号卫星平台,还是影响长寿命的关键部件,老一辈北斗人逐一攻克,终于在2000年建成了北斗一号系统,使我国成为继美、俄之后第三个拥有自主卫星导航系统国家。

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北斗二号:全球四大服务商里最不寻常

北斗二号工程2004年立项,中国设计了全球首个以GEO/IGSO卫星为主、有源与无源导航多功能服务相融合的卫星方案。北斗没有遵循国际已有导航系统的星座设计,做出了两个轨道面设计,使北斗二号成为世界首个混合星座区域卫星导航系统。后来的北斗三号星座设计更为复杂,达到三个轨道面。

2012年12月27日,北斗二号系统开通服务,覆盖亚太。北斗系统成为国际卫星导航系统四大服务商之一。中国卫星导航系统管理办公室主任冉承其说,中国北斗技术机制不完全等同其他三大系统,其他三大系统所具有的技术体制优势北斗都具备。北斗二号还保留了北斗一号具有的短报文和位置报告服务能力,这是其他系统不具备的,北斗是唯一把通信和导航融合起来的系统。

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北斗三号:从“不寻常”到全球协作

所有的努力,都是为了最后一关做准备:将北斗建成真正覆盖全球的导航系统。

在北斗二号正式提供区域导航定位服务前,北斗三号全球导航系统论证验证工作拉开序幕,确定了建设“独立自主、开放兼容、技术先进、稳定可靠”的全球卫星导航系统的发展目标。

建设高性能、高可靠的北斗全球卫星导航系统,是我国科技领域中长期发展规划的16项重大专项之一。系统建成后性能与GPS相当,达到国际先进水平。

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相对于北斗二号区域系统,北斗三号服务区域将扩展至全球,实现与北斗二号下行导航信号平稳过渡,并在此基础上增加新的导航信号,为用户提供更优质服务。

现实的困境,让北斗系统作出一个个解决困难的“不寻常”方案,这些解决方案也成为北斗的特有优势。例如,北斗系统不能像美国GPS那样在全球建立地面站,境外卫星数据传输通道怎么搭建?北斗三号团队想到,可以借助卫星本身来当“信使”。

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北斗三号团队攻克了星间链路技术,实现了卫星与卫星、卫星与地面站的链路互通。就是说,虽“看不见”在地球另一面的北斗卫星,用北斗卫星的星间链路,同样能与它们取得联系。解决了不能全球布站的难题,成为北斗全球导航系统建设一大特色。

虽与其他导航系统不太相似,这些系统未来还会合作愉快。2015年,中俄双方达成北斗和格洛纳斯系统兼容和互操作协议;2017年,中美签署北斗与GPS信号兼容与互操作联合声明;与欧洲伽利略系统的协调也在进行中。意味着,用户在基本不增加成本情况下,可同时使用多个卫星导航系统。不同系统不仅解决干扰问题,还实现融合应用,达到“1+1>2”效果。

发射北斗三号最后一颗卫星的长征三号乙火箭吊装 航天科技集团一院供图

链接:北斗工程大事件

1994年,北斗一号工程立项。

2000年,北斗一号系统建成,成为继美、俄后第三个拥有自主卫星导航系统国家。

2007年,第一颗北斗二号卫星发射成功。

2009年12月,北斗三号工程立项。

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2012年,北斗二号系统向亚太地区提供服务,北斗成为卫星导航系统四大服务商之一。

2017年11月5日,第一颗北斗三号卫星发射成功。

2018年12月27日,北斗三号基本系统正式向“一带一路”及全球提供基本导航服务。

2019年12月底,全球系统核心星座部署完成。

2020年6月23日,北斗三号全球卫星导航系统星座部署全面完成。

2035年,以北斗为核心,建设完善更广泛、更融合、更智能国家综合定位导航授时体系。

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二、中国600公里磁浮样车试跑成功

2020年06月21日  人民日报

中国高速磁浮研发取得重要突破。中车四方股份公司承担研制的时速600公里高速磁浮试验样车,在上海同济大学磁浮试验线上成功试跑。

中车四方股份公司供图

中车四方股份公司供图

时速600公里高速磁浮交通系统研制,是科技部国家重点研发计划“先进轨道交通”重点专项课题。项目由中国中车组织,中车四方股份公司技术负责,汇集国内高铁、磁浮领域优势资源,联合30余家企业、高校、科研院所共同攻关,目的是攻克高速磁浮核心技术,研制具有自主知识产权时速600公里高速磁浮工程化系统,形成中国高速磁浮产业化能力。2016年7月项目启动后,历经近四年科技攻关,项目团队突破高速磁浮系列关键核心技术,成功研制了试验样车,经过地面调试和静态试验,此次车辆进入线路动态运行试验,首次试跑。

中车四方股份公司供图

中车四方股份公司供图

高速磁浮课题负责人、中车四方股份公司副总工程师丁叁叁介绍,高速磁浮是包含车辆、牵引供电、运控通信、线路轨道四大系统在内的强耦合系统,通过样车线路试验,可以初步验证动态条件下高速磁浮各系统间的接口关系和耦合特性,为系统及核心部件关键性能的验证与优化提供支撑。

中车四方联合同济大学等研究单位开展此次试验。在磁浮试验线上,试验样车首次进行系统联合调试,开展多种工况下的动态运行试验,包括不同轨道梁以及道岔、小曲线、坡道、分区切换等,完成7大项200多个试验项点,对悬浮导向、测速定位、车轨耦合、地面牵引、车地通信等关键性能进行了全面的测试。

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“在多工况试验条件下,车辆悬浮导向稳定,运行状态良好,各项关键技术指标符合设计要求,达到设计预期。”丁叁叁表示。

试验样车成功试跑,实现从静态到动态运行的突破,获取了大量关键数据,高速磁浮系统及核心部件关键性能得到了初步验证,为后续高速磁浮工程样车研制优化提供了重要技术支持。

目前高速磁浮项目研发进展顺利,5辆编组工程样车研制在稳步推进。按计划,时速600公里高速磁浮工程样机系统2020年底下线,形成高速磁浮全套技术和工程化能力。未来通过高速磁浮示范工程建设,进行时速600公里线路运行相关工作,推动该技术的持续创新和产业化落地,拉动我国高端装备制造升级和战略新兴产业发展。

中车四方股份公司供图

中车四方股份公司供图

作为一种新兴高速交通模式,高速磁浮具有高速快捷、安全可靠、运输力强、舒适准点、绿色环保、维护成本低等优点。它的应用场景丰富,既可用于长途运输,即“走廊化”交通,在大型枢纽城市之间或城市群之间形成高速走廊,促进地区间协同发展;又适用于中短途客运,即“通勤化”、“同城化”交通,用于大城市通勤或城市群内相邻城市的城际连接,打造半小时至1小时经济圈,促进都市圈和城市群“一体化”、“同城化”发展。

时速600公里高速磁浮填补高铁和航空运输间速度空白,可形成航空、高铁、高速磁浮和城市交通速度梯度更合理、高效、灵活便捷多维交通,满足不同人群出行需求。2019年,高速磁浮作为前沿关键科技被列入国家《交通强国建设纲要》。时速600公里高速磁浮交通系统研制,将成为我国高速交通重要补充,助力交通强国战略的实施推进,对丰富中国现代化综合交通体系,实现中国轨道交通技术的持续领跑,在国际竞争中抢占战略制高点,具有重大而深远的意义。

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(改写编辑:未平) 


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中国 北斗全球系统 完成 600公里 磁浮车

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