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石豪：伽利略系統“拉閘”，也許要從缺少這個技術說起
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石豪科研工作者、航空航天觀察者
關鍵字: 伽利略掉線伽利略宕機伽利略故障北斗星間鏈路【文/ 觀察者網專欄作者 石豪】
從北京時間2019年7月10日起，歐洲伽利略衛星導航系統開始出現數據中斷等異常情況。
7月11日22時45分，歐洲GNSS服務中心發布公告，稱伽利略系統所有衛星“服務降級”，導航信號可能不可用，正在盡快修復。
而就在7月14日凌晨4時15分，歐洲GNSS服務中心再次發布公告，宣布“用戶服務中斷”。
四大全球導航系統之一的伽利略，陷入全面“拉閘”狀態。
罕見的故障
自1978年美國發射第一顆GPS衛星以來，人類對全球導航衛星系統（GNSS, Global Navigation Satellite System）的建設已經超過40年，形成了美國GPS、俄羅斯GLONASS、中國北斗和歐洲伽利略四大系統。雖然各系統的發展都不是一帆風順，單星故障、服務不穩定等小毛病不算少，但像伽利略系統這次的全局服務中斷故障，著實罕見。
四大全球導航系統的實時星下點位置，其中已無代表伽利略的綠色圓點 | 圖片來源@國際GNSS監測評估系統
伽利略系統衛星工作狀態，可見已全部掉線 |圖片來源@國際GNSS監測評估系統
其實，從7月10日開始，由我國建設運行的國際GNSS監測評估系統（iGMAS）就已經記錄到伽利略系統的信號異常：
7月10日伽利略系統衛星工作狀態|圖片來源@國際GNSS監測評估系統
7月11日伽利略系統衛星工作狀態|圖片來源@國際GNSS監測評估系統
從10日和11日的衛星工作狀態圖中我們不難發現，伽利略系統中的所有衛星都出現了步調一致的“掉線”，如果是衛星自身的問題，一般不會多顆星同時出現故障，并且故障發生時間完全一致，因此初步判斷問題出在地面系統。
根據慕尼黑聯邦國防軍大學退休教授、前歐空局GNSS發展計劃負責人Günter W. Hein的說法，伽利略系統的故障是由位于意大利富齊諾控制中心的精密定時裝置（PTF, Precise Timing Facility）引起的。
和其他全球定位系統一樣，伽利略系統也由衛星和地面設備組成，建成后的伽利略系統將有30顆衛星在距地面2.3萬千米的三個軌道面上運行。
伽利略系統星座示意圖 | 圖片來源@ESA
地面部分則由2個地面控制中心、6個測控站和多個數據上傳站等組成，這次出現問題的精密定時裝置就是屬于富齊諾控制中心的地面任務段。
精密定時裝置的核心是一個氫原子鐘和多個銫鐘，能夠生成高精度、高穩定度的時間數據（伽利略系統時間GST），能夠對星上時鐘進行校準，以實現高精度定位。
精密定時裝置（PTF）框圖 | 圖片來源@參考文獻[2]
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- 責任編輯:陳軒甫
- 最后更新: 2019-07-15 10:20:08
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