各司其职各得其宜 北斗三号卫星家族新特点

爱星 吉星 萌星

北斗三号卫星家族新特点

6月23日上午，北斗三号最后一颗全球组网卫星从西昌卫星发射中心直冲九霄，我国提前半年完成北斗三号全球星座部署。

北斗三号全球组网卫星共30颗，其中有24颗是中圆地球轨道，3颗地球静止轨道，3颗倾斜地球同步轨道卫星，被亲昵地称之为“萌星”“吉星”“爱星”。

各司其职

拱卫北斗全球覆盖

“萌星”，英文缩写MEO卫星，星如其名，小巧灵活。24颗“萌星”运行在高度约2万千米的轨道，7天能绕地球跑13圈，像极了不知疲倦的小萌娃。

“吉星”，英文缩写GEO卫星，共有3颗，分别定点在东经80°、110.5°和140°。“吉星”运行在约3.6万千米的地球静止轨道上，是北斗家族中不喜动的“大个子”。

同“吉星”轨道高度相同的还有“爱星”，英文缩写IGSO卫星，数量也是3颗，但“爱星”爱跳舞，星下点轨迹总划着浪漫的“8”字步。

性格迥异的3种卫星也承担着不同的任务。

“萌星”是北斗全球组网的主力队员，不辞辛劳地绕着地球满场跑着，让自己的星下点轨迹不停地画着波浪线，以便覆盖到全球更广阔的区域。

“吉星”则始终随着地球自转而动，时时刻刻“高照”祖国，在导航、通信、电力、金融、测绘交通等领域，为祖国发展建设默默奉献。

“爱星”单星覆盖区域较大，3颗卫星可覆盖亚太大部分地区。“爱星”作为高轨道卫星，信号抗遮挡能力强，尤其在低纬度地区，其性能特点更为明显。

虽然“萌星”“吉星”“爱星”都极富个性，但它们从不独来独往，而是通过星间链路技术，实现了星间数据传输和精密测量，从而大幅提高卫星测定轨精度，提升电文注入频度，并减少对海外地面布站的依赖，有效降低系统的运行管理成本。

中国北斗独创的“三种轨道”“三种卫星”的混合星座工程建设，在国际上亦属首次。

各得其宜

伴随北斗蜕变成长

翻开北斗导航卫星发射列表，新世纪前11年发射的15颗北斗卫星中，1颗孤零零的“萌星”，夹在其他“吉星”和“爱星”间。

2009年，北斗三号工程启动，按照最简系统、基本系统、全球系统三步实施组网。这一次，“萌星”迎来高光时刻。

2017年11月5日，北斗三号卫星首次发射，“一箭双星”送2颗“萌星”入轨。此后3次发射，相同方式再送6颗“萌星”升空。北斗最简系统正是由这8颗“萌星”组成。

2018年底建成的北斗三号导航卫星基本系统中，1颗“吉星”夹在了18颗“萌星”间。1年后，由24颗“萌星”组成的北斗三号全球系统核心星座部署完成。

从配角到主角，“萌星”大显神威的背后，不只是航天事业的发展，更是中国的巨变。

众所周知，“中国-亚太-全球”是北斗卫星导航系统的三步走路线。在前两步中，北斗需要锁定中国和亚太地区提供服务，“吉星”和“爱星”显然更有优势，而“萌星”则不太经济实惠，况且当时星上的很多关键技术尚未突破。

北斗一号卫星总设计师范本尧说：“系统一下建那么大(全球组网)，需要大量的时间和资金。当时刚刚改革开放，用户集中在国内及周边。因此‘先区域、后全球’的技术途径很正确，符合中国国情，具有中国特色。”

在北斗二号系统的建设中，通过发射4颗“萌星”并在轨运行，逐步攻克了一系列瓶颈问题。当北斗开启全球组网后，“萌星”得以跃升主力。

“吉星”和“爱星”也没有退出历史舞台，反而将承担配合“萌星”、显著增强北斗三号整体技术指标的职责，为未来的北斗之路进行拓展和验证。

各显神通

大国重器名不虚传

3种卫星里，谁是满怀绝技的“扫地僧”？

北斗三号卫星首席总设计师谢军的答案，正是6月23日刚刚发射的“吉星”。“GEO卫星是北斗三号系统中功能最强、信号最多、承载最大、寿命最长的卫星”。

无线电导航、无线电测定、短报文通信、星基增强、精密单点定位……“吉星”升空入轨后，大大提升了北斗的应用场景。

“吉星”具备卫星精密单点定位功能，可实现动态分米级、事后厘米级的定位服务，服务于汽车自动驾驶、船舶精准停泊等。

对导航信号完好性要求严苛的民航驾驶中，“吉星”的星基增强功能，可以通过两个频点播发符合国际民航组织标准的星基增强信号，从而精确护航飞机起降。

不仅导航信号兼容增强，“吉星”在短报文通信功能上更有了新突破，通信能力提升10倍。同时，“吉星”的接收信号能力也大幅增强，用户终端实现了小型化，发射功率可降低10倍，大大提高了用户体验。

除“吉星”外，“萌星”灵活小巧、覆盖全球，“爱星”位居高轨道、单颗覆盖面广，都从不同方面增强了北斗三号的功能性能及整体技术指标。

(本报记者李国利、刘艺)