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石豪:伽利略系統(tǒng)“拉閘”,也許要從缺少這個(gè)技術(shù)說(shuō)起
關(guān)鍵字: 伽利略掉線伽利略宕機(jī)伽利略故障北斗星間鏈路奇怪的沉默
在伽利略系統(tǒng)由信號(hào)異常到服務(wù)完全中斷的過(guò)程中,由我國(guó)建設(shè)運(yùn)行的國(guó)際GNSS監(jiān)測(cè)評(píng)估系統(tǒng)(iGMAS)全程保持監(jiān)測(cè),并持續(xù)對(duì)國(guó)內(nèi)外用戶提供數(shù)據(jù)。
iGMAS是全球第一個(gè)涵蓋四大導(dǎo)航系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)平臺(tái),也是我國(guó)第一個(gè)在聯(lián)合國(guó)框架下發(fā)起并主導(dǎo)的科學(xué)工程。iGMAS的跟蹤站遍布全球,包括8個(gè)國(guó)內(nèi)站、14個(gè)海外站,甚至在北極的黃河站和南極的中山站也設(shè)有跟蹤站,能夠在全球范圍內(nèi)對(duì)四大導(dǎo)航系統(tǒng)的信號(hào)進(jìn)行接收測(cè)量,對(duì)數(shù)據(jù)質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估。全球用戶可以通過(guò)iGMAS網(wǎng)站(www.igmas.org)獲得免費(fèi)的四大導(dǎo)航系統(tǒng)監(jiān)測(cè)評(píng)估數(shù)據(jù)。
iGMAS南北極跟蹤站 | 圖片來(lái)源@iGMAS
根據(jù)一些專(zhuān)業(yè)GNSS網(wǎng)站的消息透露,工程師正在加班加點(diǎn)維修伽利略系統(tǒng),預(yù)計(jì)服務(wù)將會(huì)在周末(7月13日到14日)恢復(fù)。
然而令人疑惑的是,在伽利略系統(tǒng)全面“拉閘”的幾天里,公認(rèn)的“西方主流媒體”并沒(méi)有什么動(dòng)靜。
【作者注:在本文完稿后,直到北京時(shí)間7月15日早上7點(diǎn),BBC終于報(bào)道了此事。從伽利略官方首次發(fā)布異常公告到BBC報(bào)道,超過(guò)80小時(shí),即使從官方宣布全面“拉閘”算起,也隔了超過(guò)一天。實(shí)際上從北京時(shí)間7月12日5時(shí)50分起,伽利略系統(tǒng)已徹底中斷服務(wù),如果從這個(gè)時(shí)間點(diǎn)算起,“瞞報(bào)”時(shí)間近兩天。】
也許是CNN、BBC等西方主流媒體對(duì)歐洲的全球?qū)Ш较到y(tǒng)宕機(jī)漠不關(guān)心?或者他們對(duì)歐洲的寬容度更高,選擇為尊者諱?
只是不知道如果宕機(jī)的是中國(guó)的北斗系統(tǒng),他們又會(huì)作何反應(yīng)。
不過(guò),想要北斗出現(xiàn)這種全系統(tǒng)掉線的情況,還真是有點(diǎn)困難的,這都源于一項(xiàng)北斗擁有,GPS也有,GLONASS都有,就伽利略沒(méi)有的技術(shù)——星間鏈路。
缺少的技術(shù)
其實(shí)星間鏈路技術(shù)在北斗系統(tǒng)的應(yīng)用,多少和歷史有關(guān)。
全球?qū)Ш较到y(tǒng)包含數(shù)十顆衛(wèi)星,衛(wèi)星飛出國(guó)土范圍后的測(cè)控很成問(wèn)題——衛(wèi)星上的遙測(cè)數(shù)據(jù)下不了,地面的遙控指令上不去。所以我們能看到遠(yuǎn)望號(hào)航天測(cè)控船隊(duì)經(jīng)常遠(yuǎn)航太平洋,為發(fā)射提供測(cè)控服務(wù)。
遠(yuǎn)望七號(hào) | 圖片來(lái)源見(jiàn)水印
對(duì)于英法美等老牌殖民主義國(guó)家而言,遍布全球的殖民地為設(shè)立測(cè)控站提供了諸多便捷,而我國(guó)建設(shè)的海外測(cè)控站則面臨所在國(guó)政治局勢(shì)的影響,始終存在風(fēng)險(xiǎn)。
20世紀(jì)90年代,我國(guó)在太平洋島國(guó)基里巴斯建設(shè)了海外測(cè)控站,但2003年11月,基里巴斯當(dāng)局背信棄義,與臺(tái)灣當(dāng)局建立所謂“外交關(guān)系”,基里巴斯測(cè)控站也遭受了重大挫折。
嚴(yán)峻的局勢(shì)對(duì)北斗全球定位系統(tǒng)提出了更高的要求:北斗衛(wèi)星不依賴(lài)境外測(cè)控站,就能完成對(duì)系統(tǒng)內(nèi)衛(wèi)星的測(cè)控。
而星間鏈路技術(shù),是我們最好的選擇。
星間鏈路示意圖 | 圖片來(lái)源@中國(guó)空間技術(shù)研究院
實(shí)際上,星間鏈路不光能傳輸數(shù)據(jù),還能實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星之間的精密測(cè)距和校時(shí),并以此自主計(jì)算并修正衛(wèi)星的軌道位置和時(shí)鐘系統(tǒng)。就算我國(guó)境內(nèi)的地面站遭受攻擊完全停止工作,依靠高精度的星間測(cè)距,北斗星座還能自主運(yùn)行數(shù)月時(shí)間。
反觀伽利略系統(tǒng),因?yàn)闆](méi)有星間鏈路,衛(wèi)星只好“各自為戰(zhàn)”,在地面站出現(xiàn)問(wèn)題時(shí),整個(gè)星座因?yàn)槿狈ψ灾鬟\(yùn)行能力而陷入癱瘓,地面設(shè)施一天不恢復(fù)正常,伽利略系統(tǒng)也就一天不能重啟,用戶們也就要苦苦等待。
北斗衛(wèi)星搭載的是Ka波段相控陣天線,相比于GPS搭載的UHF波段鏈路和GLONASS搭載的S波段鏈路,技術(shù)更先進(jìn),傳輸速率更快,同時(shí)對(duì)波束的指向性要求也更高。Ka波段星間鏈路技術(shù)的突破,不僅是北斗系統(tǒng)向世界頂級(jí)導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)邁進(jìn)的重要一步,更為未來(lái)通信、導(dǎo)航、遙感一體化技術(shù)埋下了意味深長(zhǎng)的伏筆。
通導(dǎo)遙一體化場(chǎng)景 | 圖片來(lái)源@參考文獻(xiàn)[5]
平心而論,以十幾年前英法德意西歐國(guó)家的技術(shù)實(shí)力,完全可以做出比現(xiàn)在更好的導(dǎo)航系統(tǒng),但伽利略系統(tǒng)從誕生之日起,就伴隨著爭(zhēng)吵與妥協(xié),現(xiàn)在的樣子只能算是各參與國(guó)的“最大公約數(shù)”。盡管到7月15日為止,西方主流媒體有意或無(wú)意地放過(guò)了這次事故,沒(méi)有造成更大的輿論影響,但這次宕機(jī)對(duì)尚未完全建成的伽利略系統(tǒng)是否會(huì)帶來(lái)消極影響,依然值得觀察。
作為伽利略項(xiàng)目曾經(jīng)的參與方與投資方,中國(guó)用北斗系統(tǒng)再次證明了自力更生在核心技術(shù)領(lǐng)域的重要性,有些東西是等不了、靠不住、要不來(lái)的。北斗系統(tǒng)的故事,值得我們細(xì)細(xì)品味,“北斗人”的精神,值得與每一位有志于為祖國(guó)突破尖端科技貢獻(xiàn)力量的朋友共勉。
北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng) | 圖片來(lái)源@北斗系統(tǒng)官網(wǎng)
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- 最后更新: 2019-07-15 10:20:08
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