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全球首颗低轨导航增强小卫星顺利通过在轨测试,投入商业化运营

时间:2018-04-08 来源:泰伯网 点击:

2017年11月15日,由上海卫星工程研究所研发的全球首颗低轨导航增强技术试验试用微纳卫星与风云三号D星一同发射入轨。

 

经过一个月的紧张测试,在轨数据表明实时厘米级高精度低轨导航增强星座系统体制及产品得到了充分的验证,能以相对极小的建设投资规模实现与地基导航增强系统相当的导航性能。

 

目前该卫星已转入在轨业务运行,势必快速带动后续全球低轨导航增强星座的建设和运营,驱动整个导航增强产业链的巨大变革。


全新的体制,更大的市场

 

随着无人驾驶、移动物联网等新兴产业的发展,用户对于高精度、全球覆盖的定位需求越来越强。

 

有专家分析认为,未来想要实现L5阶段的无人驾驶,汽车除了要安装激光雷达等传感器外,还必须要具备厘米级的绝对定位能力。并且,由于用户数量的增长,星基增强系统将会是无人驾驶的唯一选择。

 

因为只有星基增强系统才能快速实现极低成本的全球覆盖,能够同时支持几十亿用户,避免网络阻塞和信息延迟。

 

根据欧盟发布的《全球导航卫星系统(GNSS)市场报告2017版》预测,2025年,高精度定位在自动驾驶、无人机(物流配送)、飞机自动着陆等领域的年市场规模将突破1500亿元人民币。低轨星基增强系统作为未来全球卫星导航系统的重要组成部分,将发挥出它无限的商业价值。

 

为满足广大用户日益增长的高精度导航需求,目前国际常用的解决办法是地基增强体制或天基高轨卫星增强体制。

 

地基增强体制具有较高的定位精度,但是由于单基站服务范围小,因此需要像地面移动通信那样,在业务覆盖范围内布设大量的地面基站,问题是难以实现偏远地区、沙漠及海洋区域的覆盖,且投资巨大,建设周期冗长,业务范围有限。

  

天基高轨卫星增强体制依托36000公里轨道上的地球同步轨道卫星,投入较小,易于实现,已先后有美国的WAAS、俄罗斯的SDCM、欧洲的EGNOS以及日本的MSAS等投入运行。

 

但受相关物理规律和技术水平的约束,该体制无法提升导航精度,且存在收敛过程缓慢、链路损耗大、地面终端难以小型化等问题,难以满足当前用户对导航服务的要求。

 

针对两大体制各自的缺陷,瞄准日益增长的高精度导航定位服务需求,上海卫星工程研究所另辟蹊径,扬长避短,致力攻关,在国际上率先提出并实践利用低轨卫星组网方式开展实时高精度导航增强,构建了全新的低轨星基导航增强体制,并成功完成了在轨试验验证。
 

自主创新,敢为人先

 

上海卫星工程研究所长期致力于导航相关技术领域的研究研发,与航天八院与九院704所等业内相关科研院所及南京航空航天大学、北京航空航天大学等高校形成了强强联合的产业合作关系。在此基础上,2015年启动了精致试验试用卫星的研制项目,并于2017年11月15日发射入轨,成功投入测试应用。

 

该项目在全球范围内首次实现了基于低轨卫星星座系统的导航增强技术体制,通过具有自主完整知识产权的算法和软硬件设计,在轨试验验证结果表明,单星条件下已实现地面用户导航定位精度达30厘米@5分钟。

  

分析计算与仿真表明,在算法优化和星座部署后,可实现实时厘米级的高精度定位能力。

 

同时,该项目也对上海卫星工程研究所的先进微纳卫星平台、高集成高精度低轨导航增强载荷、地面导航增强终端接收机及配套的地面运控系统等技术环节进行了完整全面的测试验证,实现了全产业链的技术可行性验证,为后续高精度导航增强产业化运行奠定了坚实的技术产品和业务服务基础。

全球首颗低轨导航增强卫星——精致试验试用卫星
 

借势军民融合,创造无限商机

 

在本次试验验证取得圆满成功的基础上,上海卫星工程研究所后续将进一步开展低轨导航增强星座系统(LEO Constellation Navigation Augmentation System,简称LCNAS)建设和商业运营。

 

该低轨星基增强系统将由空间系统、地面系统和用户终端三部分构成。其中空间系统计划建设40星的微纳卫星星座,分两阶段进行:

 

一阶段先发射12颗微纳卫星实现全国二重覆盖;

 

二阶段扩展为40颗卫星实现全球覆盖,最终能为用户提供实时高精度厘米级定位服务。

 

借势军民融合及军工体制改革,上海卫星工程研究所将积极落实上海航天技术研究院关于“打造中国商业航天新基地”的目标,依托上海航天技术研究院与上海市闵行区政府共建的上海航天军民融合创新创业中心,以此为产业孵化平台,携手民企,大力推动低轨星基增强系统项目的论证、实施、建设与运营,为实现融合发展、比翼齐飞的航天梦而不懈努力!