5G网络大潮已经到来
作为新一代的通信技术
将实现从手机等少数终端的局限
到万物互联、人工智能的跨越
随着卫星导航技术的高速发展和应用普及,北斗导航在生活中的作用也将越发重要。但还是存在一个容易被忽略的细节是,除了空间段的这些卫星,整个北斗系统还包括地面段和用户段,前者有地面基准站,后者有用户终端。
这就引出一个问题,即我国暂时很难像GPS那样,在全球大范围建立地面站,为解决境外卫星的数据传输通道,似乎只能从“星间链路”下手——在卫星之间搭建的通信测量链路,实现了卫星与卫星、卫星与地面站的链路互通。
这就是说,虽然我们“看不见”处在地球另一面的北斗卫星,但通过北斗卫星的星间链路,同样能和它们取得联系。
揭开“星间链路”神秘面纱
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星间链路,是指卫星与卫星之间的链路,当然也可以扩展为航天器与航天器之间的链路,具有星间通信、数据传输、星间测距和星间测控等功能。星间链路技术就好比让北斗三号“太空兄弟手拉手”,不仅相互间通信和数据传输,还能相互测距,自动“保持队形”,可以减轻地面管理维护压力。
不同的空间系统,星间链路的作用是不同的。通信卫星星座的星间链路可以减小星地跳数和通信延迟;侦查编队系统的星间链路可以增大虚拟相机口径以提高分辨率;导航卫星星座的星间链路可以支持自主运行以提高定位精度;中继卫星系统的星间链路可以增加用户星的测控弧段。
星间链路使多颗卫星构成有机整体,形成星座系统,扩展单星工作的能力。在导航星座系统应用之前,星间链路早在通信星座、中继卫星以及卫星编队飞行中已经得到应用。
北斗实现“自主导航”
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星间链路并非只是“地面站难以大范围建设”的权宜之计,也是掌握着“主动出击”“自主导航”的关键。所谓自主导航,就是指“即使地面站全部失效,北斗导航卫星也能通过星间链路提供精准定位和授时,地面用户通过手机等终端仍旧能进行定位及导航”。
由于北斗导航卫星的地面站较少,地面系统的全球连续完好性监测,和实时告警的时间一般需要“数十秒到几小时”,而卫星上的直接监测预警,仅仅需要几秒钟的时间。
卫星自主完好性监测,是北斗三号的一项新技术,相较于美国的GPS、俄罗斯的格洛纳斯以及欧洲的伽利略等导航系统,中国北斗在世界上首次实现了卫星的在轨完好性自主导航功能。
走近“天地之间万物互联”
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北斗三号的星间链路系统,可以实现与其他类型卫星相关联,联网的数量可达上百颗。这对于构建我国的天基综合信息网,实现我国卫星之间联网具有不可小觑的作用。
目前北斗导航系统的应用范围已经拓展至物联网(IoT:Internet of Things缩写)领域,全面覆盖了智慧交通、智能感知、安防监控、移动终端四大领域的应用,通过网络辅助为物联网(IoT)设备提供准确的位置信息,充分满足了智能车载防盗系统、智能POS机、智能电表、车载北斗导航设备、智能自行车等终端设备的需求,同时也将实现对室内定位领域的全方位覆盖,全面助力万物互联。
以遥感卫星为例,遥感卫星对全球的地面进行测绘,但只有卫星经过国土境内时,才能将其收集到的图片信息传回地面,而在天基综合信息网中,遥感卫星就能够以北斗导航卫星的星间链路为“通道”,实现信息的实时传输,互通天地信息。
可以说,星间链路技术的应用,真正实现让我们离所说的“天地之间万物互联”越来越近。
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