进入规划化运用新阶段 发动下一代要害技能攻关 我国斗极的进化：从“天边”到“身边”（瞰前沿）

  “十四五”时期，我国活跃展开高精度观测手法，自主研发的斗极探空体系到达全球领先水平，建成全球规划最大的地基遥感笔直观测网络。

  这是斗极卫星导航体系（以下简称“斗极体系”）运用的一个缩影。斗极体系是我国自主建造和独立运营的全球卫星导航体系，是国家时空信息范畴的根底设施。现在，斗极进入规划化运用新阶段，全面融入国家重要根底设施建造，以及群众消费、同享经济等范畴，还进入民航、海事等11个世界组织的规范体系。

  迈向“十五五”，斗极体系怎样来完结技能更先进、功用更强壮、服务更优质，然后更好服务全球、造福人类？本期“瞰前沿”，由斗极三号卫星体系首席总规划师林宝军揭秘斗极体系的进化。

  “斗极体系全球组网至今已有5年，在轨运转验证，其安稳性、精准度和连续性仍然坚持世界一流水平。”林宝军介绍。

  回忆体系立项之初，斗极一号打破“双星定位”理论，成功完结“从0到1”的区域实验。现在，斗极体系服务200多个国家和地区，体系完结了定位精度从十米级至亚米级的跃升，时刻同步才能也迈入了纳秒（即一秒的十亿分之一）年代。

  尽管体系功用继续领跑，斗极人并未停下脚步。为了让体系功用更优、服务更稳，斗极体系技能继续“上新”。

  2024年9月19日9时14分，第五十九、六十颗斗极导航卫星成功发射。该组卫星是斗极体系全球组网后发射的第二组中圆地球轨迹（MEO）卫星，现在已接入全体，展开下一代斗极体系新技能实验试用。

  这两颗“新星”的抓总研发，正是林宝军及其团队。“与此前MEO卫星比较，这次专门晋级了星载原子钟装备，搭载了新式星间链路终端”，他说。

  星载原子钟运用原子在不同能量态之间跃迁时吸收或发射的电磁波来计时。这种电磁波周期很安稳，让原子钟成为“世界上最精准的计时东西”，归于国家战略资源。

  “可以说，谁的原子钟做得好，谁的导航就做得好。”林宝军介绍，斗极三号组网星首要以氢原子钟为主，可完结“每300万年差错仅1秒”。

  要知道，假如一天的计时差错超越千分之一秒，那么通讯网络、交通、金融体系就会堕入紊乱；在丈量卫星间隔时，计时有十亿分之一秒的差错，将发生大约30厘米的差错。

  关于晋级后的星载原子钟装备，林宝军以为：“精度更高，漂移率更小，将斗极体系的时频功用再次提高了一个量级。”

  星间链路是星间、星地传输功用一体化的规划途径。选用这样的方式，能解决无法在全球树立地上站、没办法完结境外卫星数据传输的问题。

  林宝拉手围成圈的小朋友打比方：传统的星间链路技能只能和相邻小朋友对话；而斗极体系的相控阵星间链路技能，相当于一起向对面几个人喊话。卫星“面对面”组网，不仅能彼此通讯、数据传输和测距，还主动“坚持队形”，完结“一星通，星星通”，好像建起“太空微信群”，减轻地上办理保护压力。

  此前，斗极三号选用Ka波段相控阵星间链路技能，使定轨精度提升至厘米级，全星座仅需约5分钟就可以完结一轮全网通联测距。关于新式星间链路终端，林宝军泄漏，“在丈量和时刻同步方面的体现更优，为下一代斗极体系起到承上启下的效果。”

  “斗极体系全球组网后，加速与大数据、人工智能、物联网、5G等技能彼此交融，‘斗极+’‘+斗极’打破了各行各业的运用纵深。”林宝军说。

  例如，天涯海角的红绿灯之所以能像掐着秒表相同精准，便是斗极体系交融地基增强、云核算、5G等技能的运用事例。背面原理是什么？

  林宝军介绍，第一步，需求斗极体体系一“对表”。“假如每个路口的红绿灯都各自计时，时刻一长，不免你快我慢，整个交通节奏就乱套了。”而现在，多个组网的星载原子钟，每秒都向地上发送一次规范的授时信号，包含红绿灯控制中心在内的各种体系都以此为准，团体“对表”，保证一切红绿灯的计时完全一致。

  第二步，需求斗极体系“排兵布阵”。想让车流跑得更顺利，要依托斗极精准定位与授时协同作业。交通指挥中心可经过斗极体系，实时把握要害路段的车流密度和车速，动态调整多个红绿灯的倒计时和绿灯时长，规划“绿波带”。

  第三步，需求斗极体系“精准预告”。当车辆挨近路口时，车载导航或手机APP会一起做两件事：经过斗极体系准确定位，判别车辆方位和间隔路口的时刻；从交通云端获取该路口准确到秒的红绿灯状况。

  “这是斗极体系万千立异运用中的一个事例。咱们日子中超越80%的信息都与时空相关，斗极体系是重要新式根底设施。”林宝军说。

  依据《2025我国卫星导航与方位服务工业高质量展开白皮书》，到2024年末，首要职业范畴的斗极终端设备运用总量已挨近3000万台/套。国内斗极兼容型芯片及模块累计出货挨近23亿片（含智能手机），具有斗极定位功用的终端产品社会总保有量已超越20亿台/套（含智能手机）。

  《斗极卫星导航体系2035年前展开规划》清晰，在保证斗极三号体系安稳运转根底上，我国将建造技能更先进、功用更强壮、服务更优质的下一代斗极体系。

  “下一代斗极体系的要害技能攻关现已发动”，林宝军表明，2027年左右我国将发射3颗先导实验卫星，展开下一代新技能体系实验；2029年左右开端发射下一代斗极体系组网卫星；2035年完结下一代斗极体系建造。

  下一代斗极体系以“精准可信、随遇接入、智能化、网络化、柔性化”为代际特征，将为全球用户和其他定位导航授时体系供给掩盖地表开阔空间及近地空间的米级至分米级实时高精度、高无缺的导航定位授时服务。

  “下一代斗极体系备受等待，尤其是掩盖深空的才能。”林宝军泄漏，下一代斗极体系要把“路标”从地球周边插到月球乃至更远的深空，构成“月球斗极迷你体系”，为未来的载人登月、月球基地、火星飞船供给导航和通讯服务。

  未来并不悠远。林宝军介绍，我国已于近来成功构建世界首个根据远间隔逆行轨迹（DRO）的地月空间三星星座。地月空间指地球同步轨迹以外、首要受地球和月球引力影响的三维宇宙空间，是从间隔地球3.6万千米一向延伸到200万千米的巨大区域，具有丰厚的物质、动力、轨迹等战略资源。

  “地月空间DRO探究研讨”布置研发的3颗卫星现在现已在地月空间安稳树立百万公里级星间丈量通讯链路，并获得多项原创性科技成果，为我国开发运用地月空间、引领空间科学前沿探究奠定了根底。

  “可以说，地月空间三星星座是下一代斗极体系的延伸和腾跃。”林宝军泄漏，未来方案树立一个“一致的地月空间时空基准”。这在某种程度上预示着，无论是地球上的用户，仍是月球上的宇航员，运用的都是同一套时刻体系和坐标结构。地月星座将与斗极体系经过地上站和空间链路进行时刻同步和数据交换，保证地球和月球在时空上一致。