如何实现北斗二号向北斗三号平稳过渡?

#探索·讨论#-2018/06/01-

  美国的GPS,从1978年发射第一颗卫星,到1995年宣布投入完全服务,历时17年。投入服务的第二年就部署GPS现代化计划,直到2000年5月1日宣布取消可用性选择政策,迈开GPS现代化的第一步,至今还是在现代化进程中,空间卫星不断在演变发展,而最终的具有标志性的GPSIII卫星首发星一再推迟,说是今年能够升空。理想的话,GPSIII卫星星座形成之日,最早可能是在2023年。更加值得注意的是,这仅仅是星座的演变,还有地面运控系统的现代化,其计划因经费原因一拖再拖,迟迟不能完成。也就是说,GPS从传统系统向现代化系统过渡,要用20余年的时间。可见任何转折性过渡,并非想象中那么容易,并非喊一句口号那么简单。

  北斗二号向北斗三号的过渡也不是那么一蹴而就,那么轻而易举,甚至不能想当然地冠与重于泰山的“平稳”两字。从区域系统变成全球系统,卫星变了,信号变了,星座变了,运控系统变了,这种翻天覆地的改变,哪来的平稳过渡?用户只能够是被动地适应,又何来的平稳过渡?而用户是上帝,不应该是一句空话,卫星导航提供的是服务,服务用户就是最终目标。所以保障现有用户的利益,或者说是权益是第一位的。因此从北斗二号向北斗三号过渡期间,北斗系统将保障现有的北斗用户服务不中断,服务性能不下降,实现减存量自然过渡。在此同时,北斗系统还将尽快提供北斗三号的优质服务,这就是说北斗三号应该尽快形成服务能力,并引导新增用户和更换新终端设备的用户优先使用北斗三号服务,缩短从北斗二号向北斗三号的过渡期及其效应。系统作出精心安排,用户也要聪明应对,共渡转变期。

  确保平稳过渡的三大要素是什么?一是信号为基础,二是星座为保障,三是地面运控为核心。这就是说,北斗二号至三号的导航信号升级是采用增量方式,北斗三号卫星仍然保留北斗二号卫星的主要信号,成为北斗二号和三号星座协同服务的基础;加快部署北斗三号星座,在任何一个时间剖面上,确保北斗星座的DOP值不下降,成为用户性能不下降的保障;北斗二号和北斗三号的地面协同协同运行、联合操作,成为星座协同操作的核心。

  北斗二号与三号所谓平稳过渡的时间安排,是最为值得关注的点。关键时间点有三个:2018年12月,因为北斗二号的多个卫星已经达到其生命周期的終点段,如GEO-4届时卫星生命期已经到寿,北斗二号系统服务性能将有所下降,北斗三号系统将开始提供初始服务;2018年12月至2020年10月,北斗二号与三号系统共同提供服务,支撑北斗二号和北斗三号终端的应用与服务;2020年10月以后,除开四颗备份星外,北斗二号卫星全部到寿,北斗三号卫星星座提供完全服务。这张时间表已经完整地说明北斗二号与三号之间的前后交接过程,在这么短的时间内,完成一个通常难于完成的过渡,这是值得玩味的。关键还是实现了三个要素的过渡。

  信号过渡是基础。北斗的RNSS,在北斗三号上保留了主要的老信号,如B1I、B3I、B3Q;升级了部分老信号,如B2I升级为B2a,B1Q升级为B1A;取消了旧信号B2Q;增加了新信号B1C、B3A、B2b。这样,从服务类型层面来说,原来北斗二号的公开服务的B1I、B2I和B3I信号,变成为北斗三号的B1I、B3I、B1C、B2a、B2b信号,而北斗二号的B1Q、B2Q、B3Q信号变成为北斗三号的B3Q、B1A、B3A信号,值得指出的是,这些变化不单是发生在频率上,更加本质性变化是在信号制式上,而且还实现了与其它GNSS的兼容互操作。

  星座过渡是保障。为了确保不中断北斗二号的服务,需要尽量减少GEO卫星的漂移,同时要控制好IGSO卫星的星下“8”字轨迹,提高服务性能。对于MEO卫星而言,要实现有序部署,尽可能均匀地提升服务性能。

  地面运控过渡是核心。按照区域向全球过渡的三个时间点(段),前期重点是继续保障北斗二号的RNSS服务,中期是北斗二号和三号的联合,保障提供北斗的RNSS服务,后期是确保北斗三号的RNSS完全服务。

  通过以上所述的一系列措施,应该说是基本上可以保障北斗区域服务向全球服务的平稳过渡,但是作为用户来说,可以有多种多样的应用选择,而关键是达到应用与服务的性价比最好。在未来的三年间,对于北斗的新老用户及其终端选择,实际上有个最佳选择的过程,做到心中有数,把握时机很重要,没有最好,只有更好。

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