卫星之间也能聊天?
"世上本没有路,走的人多了,也就成了路",百年前,鲁迅这样说道。如今,两颗卫星在距地两万多公里的高空,印证了这句话:太空本没有路,传的数据多了,也就成了路。卫星和卫星之间的这条"路"叫做"星间链路",也称为星际链路或交叉链路,是用于卫星之间通信的链路。它可以将多颗卫星互联在一起,实现卫星之间的信息传输和交换。
近两年,我国的北斗三号第一颗、第二颗卫星拉开了北斗导航全球组网的大幕,并在太空铺设了卫星与卫星之间的星间链路。北斗系统是中国迄今为止规模最大、覆盖范围最广的卫星导航系统。这一系统可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠的定位、导航、授时服务,便利人们的生活。
一个卫星导航系统由地面控制部分、空间卫星星座和地面用户设备等部分组成。北斗系统的空间卫星星座已有50多颗卫星,这些卫星搜集信息实时传输给地面控制部分——基准站。基准站再将信息传送给用户设备,也就是人们的各种移动终端,完成信息传输。
因为北斗系统很难像GPS那样,在全球大范围建立地面基准站,如果想要为全球用户提供服务,实现全球信息的流通,就面临着如何与境外卫星建立数据传输通道的问题。为解决这一问题,在卫星之间搭建的通信测量链路——星间链路闪亮登场,实现了卫星与卫星、卫星与地面基准站、卫星与移动终端的链路互通。
据西安分院北斗三号卫星副总设计师张立新介绍:"我国在国土范围之外的地面站很少,星间链路能够让我们看不见的、在地球另一面的北斗卫星,与我们头顶的北斗卫星取得联系。星间链路技术在北斗上的应用,将极大提高导航系统的工作效率,极大地降低地面台站建设的费用。"
这就是说,虽然我们"看不见"处在地球另一面的北斗卫星,但通过北斗卫星的星间链路,同样能和它们取得联系。这样一来,一个卫星就能和其所在星座中的全部卫星相连。人们依靠境内的地面基准站,就可以管理全球的卫星,做到不出国门,就知天下事。
当然,星间链路并非只是"地面基准站难以大范围建设"的权宜之计,也是掌握"主动出击""自主导航"的关键。所谓自主导航,就是指"即使地面基准站全部失效,50多颗北斗导航卫星也能通过星间链路提供精准定位和授时,地面用户通过手机等终端仍旧能进行定位及导航。"也就是说,就算地面遇上突发事件,基准站受到损害,与卫星的联系中断,卫星们也能通过星间链路发起"群聊",相互之间进行通信和数据传输,维持正常运转,还能跳过基准站的传输环节,将信息直接传送给用户设备。
除此之外,北斗三号的星间链路系统,能与其他类型卫星相关联,联网的数量可达上百颗。这对于构建我国的天基综合信息网,实现我国卫星之间联网具有不可小觑的作用。以遥感卫星为例,遥感卫星对全球的地面进行测绘,但只有卫星经过国土境内时,才能将其收集到的图片信息传回地面,而在天基综合信息网中,遥感卫星就能够以北斗导航卫星的星间链路为"通道",实现信息的实时传输,互通天地信息。
除了北斗导航系统,其他国家的导航系统也会使用星间链路来保证卫星的正常运转。此时,很多人就会疑惑:"既然大家都用星间链路,那不同国家的星间链路会不会互相干扰呢?"
其实,每个国家的导航系统都拥有自己独特的语言。中国的北斗导航系统使用的是"Ka频段中速星间链路",美国GPS导航系统使用的是"UHF频段低速宽波束星间链路",俄罗斯格洛纳斯导航系统运用的是"S频段低速宽波束星间链路"。简单来说,就像有人说汉语,有人说俄语,有人说英语一样,大家各听各的,不会互相干扰。
漫漫太空路,卫星与卫星之间相隔已经不再遥远。如此,也就离人们所说的"天地之间万物互联"不远了。
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