在北斗星群间架设“天路”

2025-08-26

北斗星路.jpg


         近日,国防科技大学空间仪器团队攻克星间链路光频梳精密测量难题,光频梳精密测量的测距精度优于1.6纳米,达到目前公开报告的最高水平,可为下一代北斗卫星导航系统星间链路超精密测量提供关键技术支撑。

突破卫星间厘米级测距

       按“三步走”发展战略,北斗系统建设的第三步就是构建全球化的北斗三号系统。很多人担心:前两步还算好走,第三步很难走。

       这是因为,我国很难在全球布设地面站。卫星在境外上空将处于失管失控状态,巨大的境外区域观测空白对全球精度有着颠覆性影响。这成为北斗系统由区域系统迈向全球系统面临的最大技术障碍。

       突破障碍的关键就是攻克星间链路技术。虽然美国GPS等卫星导航系统也曾尝试应用星间链路技术,但那只是建设一些“羊肠小道”,仅可作为主干道的有益旁支。北斗的星间链路需要建设“高速公路”,成为连接卫星的核心主干。

实现全星座高精度定轨

       该团队提出了“并发空分时分”空间协同测量理论和工程方法。这是一种通过时间维度(时分)和空间维度(空分)的协同编排,实现多节点、多任务并行测量的导航卫星系统优化理论。该理论不仅可提升观测几何强度,而且解决了星座状态变迁和扩展应用的网络弹性,极大提高星间链路的配置灵活性和扩展能力。这既满足了定轨需要的单星十几条测量链路需求,又解决了载荷的体积、重量、功耗等卫星承载难题。

首创星间链路地面系统

       通过星间链路,北斗系统可以在国家境内对整个星座进行控制管理,实现一站式对所有的卫星进行精密定轨和时间校对

     “复杂的太空环境下,必须要让地面系统准确捕捉到卫星的微小变化,并及时做出调整。”擅长硬件设计的团队成员孟志军建议,“可以在地面系统中加装星间链路的‘体检设备’,最好能够将信号全部采集下来,不漏掉任何微小变化。”最终,团队决定将集信号采集、数据分析、状态诊断等多功能于一体的星间链路地面检测设备装进地面系统。

       研究还在进一步推进。该团队透露:“星间链路光频梳精密测量难题的攻克,只是下一代北斗卫星导航系统星间链路技术升级攻关中的一小步。除了超精密测量,我们还计划让星间链路在实现网络持续演进的同时,创造混合链路新机制,并计划突破智能组网技术,赋能未来更加泛在、更加融合、更加智能的综合时空体系。”

   


分享