北斗卫星编号有点“乱”?为何24颗萌星打完标志着核心星座建成?

2019年12月16日是北斗卫星导航系统建设历史上极为重要的一天,组建北斗三号系统所需的30颗新卫星中的全部24颗“萌星”(中圆轨道卫星,MEO)全部发射完毕,这意味着北斗卫星导航系统即将真正具备服务全球的综合能力。官媒发文时的措辞是“北斗3号系统核心星座全部部署完成”,这里面有两个重点。一是核心星座,二是部署完成。关于这两点我们将在后面详细解析。

北斗导航系统logo

在解析24颗萌星完成部署的意义之前我们先来解决一个困扰大多数读者的小问题,可以说自10余年前北斗二号开始部署时就存在,这就是北斗卫星编号规则的问题。我们先来举几个例子,比如今天发射的最后两颗萌星是第52、53颗北斗卫星,其编号却是M19和M20。有的新闻报道说北斗系统有35颗卫星构成,还有一些媒体却说有30颗构成,甚至还有人说24颗就可以,那我们的北斗系统到底是多少颗卫星构成的?

关于卫星编号问题,每次发射时说的第多少颗卫星,指的是从19年前我国发射第一颗北斗试验卫星算起的总序号(如,第53颗指自2000年来我们总共发射了这么多颗,但大部分已经失效或退役),而卫星编号指的是卫星在当前系统中的代号(如M20指的是24颗萌星中的第20颗),既然今天发射的是最后两颗萌星,那编号为何不是M23和M24呢?原因很简单,这两颗卫星先于M19和20发射了。

运载北斗三号萌星的火箭飞行中

关于北斗系统到底需要多少颗卫星的话题,其实也是老生常谈,不管说30颗还是35颗都对!前几年的对外宣传上,还没有北斗3号的概念,我们一直说是北斗2号2期工程。简单说就是北斗2号1期实现了亚太区域的无源定位导航,2期就要扩展到全球覆盖,因此我们说的35颗卫星组成的北斗系统就是原北斗2号2期建成后的使用卫星数量。后来我们调整了系统方案,北斗2号2期改名为北斗3号,新的北斗3号系统将由24颗萌星和6颗同步轨道卫星(3GEO+3IGSO)总共30颗构成,另外北斗2号的2颗同步轨道星和3颗萌星也会加入,提供备份和一些基础服务,因此整个北斗系统还是由35颗卫星构成,只是北斗3号的卫星数为30颗。

长3乙火箭发射最后2颗北斗萌星

当然,即使不加入北斗2号的5颗备份星,北斗系统也具备100%的服务能力,所以怎么说都可以,只要您能理解就行。至于有相对激进的言论说24颗就可以,其实也是有一些道理的,要不然今天官媒也不会说“核心星座部署完成”这样的话了。我们接着本文的第一段继续说。所谓核心星座,说明了这24颗萌星是整个系统的核心,尽管我国早期的区域试验导航系统并未采用24颗萌星的架构,但纵观世界上所有的导航系统,不管是美国GPS、俄国格洛纳斯还是不争气的欧洲伽利略,无一例外的都是由24颗萌星构建的整套系统。因此我国的北斗从区域导航走向全球导航的过程中,也很自然地采用了这一方案。

正是从这个意义上说,硬件性能相当的情况下,北斗系统只用24颗萌星就完全能够实现和GPS相同的授时、定位和导航能力,因此官媒才把24颗萌星说成是北斗系统的核心星座,因此才会有人激进的说北斗只要有24颗萌星就够了的言论。但我们的北斗系统有着自身的后发优势,在基础导航服务的基础上还增加了星间链路、长短报文、紧急搜救、重点区域信号增强等更加高级和实用的功能,因此我们才在24颗萌星的基础上又增加了6颗高轨道静止和准静止卫星,来实现部分附加功能。

长三乙火箭携带北斗萌星起飞

截至目前,北斗3号所需的30颗卫星中,24颗萌星和3颗爱星(倾斜同步轨道)已经全部发射完毕,3颗吉星(静止同步轨道)已经发射一颗,剩余最后两颗卫星将在2020年上半年发射完毕。当然发射完毕和组网运行还不太一样,新卫星上天后一般需要在轨调试几个月,预计明年下半年完整的北斗导航系统将呈现在我们面前,但如果只是全球定位导航的话,几个月后依靠24颗萌星就足够啦。

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