【星核知识】北斗卫星和天通卫星有何区别?
在当今信息时代,卫星技术的发展对全球通信、导航等领域产⽣了深远影响。卫星系统中国产浪潮涌现,北⽃卫星与天通卫星是两个备受瞩⽬的名词。
北⽃系统和天通⼀号都是国之重器,在国内卫星移动通信系统中⼴泛应⽤,它们各⾃拥有独特的优势和应⽤场景,今天我们将⼀同深⼊了解这两⼤卫星系统的区别。
一、概述
(一)北⽃卫星导航系统
北⽃卫星导航系统是中国⾃主研发建设的全球卫星导航定位系统 ,这⼀系统旨在为全球⽤户提供⾼精度、⾼可靠性的定位、导航和授时服务。
北⽃系统在全球范围内部署了⼀系列卫星 ,提供多层次的定位服务,包括全球定位服务(全球导航卫星系统GNSS)、区域定位服务(区域导航卫星系统RNSS)和国家定位服务( 国家导航卫星系统BDS)。
这种多层次的服务模式使得北⽃系统在不同应⽤场景下更为灵活。北⽃系统还采⽤了组⽹和增强技术,通过差分运算和增强系统等⼿段,提⾼了定位的准确性和可靠性。
北⽃卫星导航系统的建设和发展不仅代表了中国在卫星导航领域的技术实⼒,也为全球⽤户提供了多元化、⾼质量的卫星导航服务。
(二)天通⼀号卫星移动通信系统
天通⼀号卫星移动通信系统是中国⾃主建设的⾸个卫星移动通信系统,也是中国空间信息基础设施的重要组成部分,摆脱了⻓期对国外卫星移动通信服务的依赖,填补了国内⾃主卫星移动通信系统的空⽩。
系统由空间段、地⾯段和⽤⼾终端组成,空间段计划由多颗地球同步轨道移动通信卫星组成。⽬前天通卫星系统已有天通⼀号01、02、03,3颗卫星组⽹与地⾯移动通信系统共同构成天地⼀体化移动通信⽹络。
这是我国⾸颗⼤容量地球同步轨道移动通信卫星,技术指标与能⼒⽔平达到国际第三代移动通信卫星⽔平。它可为中国国⼟及周边海域的各类⼿持和⼩型移动终端提供话⾳和数据通信覆盖,将在个⼈应⽤⽅⾯发挥重⼤作⽤,使我国进入卫星移动通信的⼿机时代,具有重要的⾥程碑意义。
二、卫星
1、北⽃三号卫星导航系统空间段由 24 颗中圆地球轨道卫星(MEO)、3颗地球静⽌轨道卫星(GEO)和3颗倾斜地球同步轨道卫星(IGSO)组成,覆盖全球。
2、天通⼀号的卫星有3颗同步轨道卫星,在3.6万km的地球同步轨道,覆盖国内领⼟、领海以及周边国家。
三、功能
(一)北⽃卫星
北⽃卫星具备位置上报 ,短报⽂信息能⼒ ,它对标美国的GPS ,欧盟的伽利略和俄罗斯的格洛纳斯卫星系统 ,主要应 ⽤于物联⽹ 、位置上报和短报⽂信息。
北⽃短报⽂服务是北⽃卫星导航系统提供的⼀种短消息通信服务 ,它以北⽃卫星为中继 ,将⽤户发出的短消息快速传 递给⽬标⽤户 ,实现远距离的通信交流。
(二)天通卫星
天通⼀号是通信卫星,它对标英国的海事、美国的铱星以及阿联酋的欧星卫星系统。天通卫星在通信⽅⾯的功能更加强⼤和全⾯,具备双向卫星语⾳通信、短信以及短数据能⼒。
天通卫星⺠⽤卫星系统由中国电信运营,在海洋、森林、沙漠、⾼⼭等⽆地⾯信号覆盖地区以及在应急场景下,天通卫星通信都能为⽤户提供全时空、全天候、安全可靠的卫星通信服务。
四、通信能⼒
1、北斗
北⽃三号短报⽂区域通信能⼒达到每次14000⽐特(1000汉字),既能传输⽂字,还可传输语⾳和图⽚,并⽀持每次560⽐特(40个汉字)的全球通信能⼒。
2、天通
天通短信业务140字节/条短信,短数据业务42字节/条,数据业务⾼达384kbps带宽。
五、研制和服务
(一)北⽃卫星
1、研制
北⽃卫星是⾪属于中国航天科技集团有限公司的中国空间技术研究院研制的卫星导航系统。
2、服务
北⽃三号为⺠⽤⽤⼾免费提供10⽶精度的全球定位服务、0.2⽶/秒的测速服务,误差不超过20纳秒的时间服务;
亚太地区定位精度将优于5⽶,测速精度优于0.1⽶/秒,授时精度优于10纳秒,并且将为付费⽤⼾提供更⾼精度等级的服务。
北⽃三号短报⽂系统不仅可以⽤于⽇常通信和紧急救援,实现对物品、车辆、动植物等的定位、跟踪和监测,还可以 ⽀持多种数据类型的传输,包括语⾳、图像等,为⽤⼾提供更加丰富的通信服务。
(二)天通卫星
1、研制
天通卫星是由中国航天科技集团有限公司五院抓总研制的⼀组通信卫星。
2、服务
天通卫星业务使⽤ 1740 号段的⼿机号码作为业务号码 ,⽤⼾使⽤天通卫星⼿机或终端在卫星服务区内 ,都可使⽤话 ⾳ 、短信、数据通信及位置服务 ,与家⼈ 、朋友、 同事取得联系。
天通卫星业务通信⽹络已全⾯覆盖中国领⼟、领海,可以为我国及周边、中东、⾮洲等相关地区,以及太平洋、印度洋⼤部分海域⽤⼾服务,应⽤于海洋渔业、应急救援、旅游探险、物联⽹等多个场景。
六、频段和技术
1、北斗卫星
北⽃卫星系统主要在B1、B2、B3频段提供信号,具有⾼精度和⾼可⽤性。
其技术包括星间链路、国产星载原⼦钟、有源定位、短报⽂通信等 ,使其在导航和通信⽅⾯均具备卓越性能。
北⽃卫星系统采⽤了精密星座布局等技术,确保在全球范围内提供准确的定位和导航服务,形成基本导航、位置报告、星基增强三⼤服务能⼒,满⾜陆、海、空、天等各类⽤户定位、导航与授时以及位置报告等使⽤要求。
2、天通卫星
天通卫星是⼀种通信卫星系统,主要⽤于提供卫星通信服务。其特点在于⾼带宽、⼴覆盖,可以实现全⾯通信覆盖,适⽤于⼤范围的语⾳和数据传输。
天通卫星系统采⽤先进的通信技术,能够提供稳定、⾼效的卫星通信服务。在技术层⾯,该系统在⾼通量、⾼频段通信⽅⾯表现出⾊。
其采⽤⼤径环形卫星天线,拥有109个点波束,⽤户链段为S频段,馈电链路为C频段。这些技术特性使得天通卫 星系统在不同场景下能够提供更灵活、适应性强的通信服务。
3、技术体系对⽐
北斗核⼼技术 聚焦时空基准
(1)配置氢/铆原⼦钟,时间精度达纳秒级
北⽃系统采⽤“ 氢钟+铆钟+钟组⽆缝切换的时频技术”设计,上海天⽂台⾸次将电极式微波腔技术、双频电路技术应⽤于星载氢钟的研制。
在轨数据表明,氢钟的平均每⽇频率稳定度和漂移率均达到了⼩系数E-15量级,可确保时间精度达纳秒级,满⾜北⽃系统⾼精度定位、导航与授时服务的要求。
(2)星间相控阵天线实现⾃主测距与路由
基于毫⽶波相控阵的Ka星间链路技术是北⽃三号的关键技术之⼀,实现了卫星之间的观测。
上海天⽂台信息处理系统技术负责⼈胡⼩⼯带领团队提出并实现了“区域监测⽹+星间链路”的星地星间联合精密定轨技术,通过星间相控阵天线,北⽃卫星能够实现⾃主测距与路由,即使在地⾯观测⽹受限的情况下,也能保证系统的⾼精度运⾏,这是北⽃系统的⼀⼤技术创新。
(3)⽀持B1C、B2a等新信号体制,兼容GPS/Galileo
B1C和B2a是北⽃三号系统采⽤的新信号体制,具有更好的性能和抗⼲扰能⼒。兼容GPS和Galileo等其他卫星导航系统,可实现多系统联合定位,提⾼定位精度和可靠性,为⽤⼾提供更优质的服务。
天通核⼼技术 侧重通信能⼒
(1)采⽤S频段(1980-2010MHz/2170-2200MHz)
S频段具有较好的传播特性和抗⼲扰能⼒,适合⽤于卫星移动通信。天通系统利⽤该频段实现⽤⼾终端与卫星之间的话⾳、数据等通信业务,为⽤⼾提供了⼀个⼴覆盖、稳定可靠的移动通信服务。
(2)终端设备集成北⽃定位模块
天通系统的终端设备集成了北⽃定位模块,可同时实现通信和定位功能。这种“通导融合”的服务模式,使⽤⼾在进⾏通信的同时,能够实时获取⾃⼰的位置信息,提⾼了使⽤的便捷性和实⽤性,特别适⽤于应急通信、海上作业、野 外探险等领域。
(3)⽀持5G NTN(⾮地⾯⽹络)标准演进
5G NTN( non-terrestrial network ,⾮地⾯⽹络)是5G通信系统⾯向卫星通信和低空通信等新应⽤场景演进的重要技术,天通系统⽀持该标准演进,可实现⼿机等⽤⼾设备直接连接卫星,⽆需通过地⾯基站,扩展了通信覆盖范围,为实现全球⽆缝通信提供了可能。
七、应⽤领域
(一)北⽃卫星
我国北⽃三号可以为全球提供定位、导航、授时以及星基增强、地基增强、短报⽂通信、精密单点定位、 国际搜救等多样化服务,且已全⾯服务于交通运输、公共安全、救灾减灾、农林牧渔、城市治理等各⾏各业,融⼊了电⼒、⾦融、通信等国家核⼼基础设施建设。
将来与新⼀代通信、区块链、互联⽹、⼈⼯智能等新技术进⾏深度融合,提供更加平台化和智能化的综合“北⽃+”和“+北⽃”应⽤解决⽅案,将北⽃系统与各⾏各业的应⽤进⼀步深化,提供更加精准和智能的服务。
北⽃盒⼦PD17作为北⽃应⽤的重要载体,在这些融合场景中发挥关键作⽤,凭借其便携性与稳定性,为各⾏业提供可靠的北⽃定位与通信⽀持,成为连接北⽃系统与实际应⽤场景的坚固桥梁,助⼒各⾏业实现数字化转型与智能化升级。
(二)天通卫星
天通系统具有⼴域覆盖、全天候、安全可靠等显著优势 ,已实现对我国领⼟、领海的全⾯覆盖,从卫星到芯⽚、终端、信关站都是我国⾃主研制的,为政务应急、海上作业、航空通信等领域的客⼾提供便捷优质、⾃主安全的语⾳、数据通信服务。⽬前已经形成芯⽚设计、终端制造、系统建设、应⽤开发的⾃主可控、完备完整的卫星移动通信产业链,⼴泛应⽤于应急、消防、公安、海洋、边防等领域 ,天通⺠⽤市场初步实现了规模发展。
华为Mate60 Pro搭载的卫星电话功能,背后依托的正是我国⾃主研发的天通⼀号卫星移动通信系统。商品的发布引起了市场强烈的反响,也让我们关注到卫星功能的扩展结合运⽤。
北⽃卫星和天通卫星在研制服务、功能特点和频段技术等⽅⾯存在明显的差异 ,在不同的领域各⾃发挥着独特的作⽤。两者均实现了全产业链⾃主可控,摆脱了对国外卫星移动服务的依赖,彰显了中国在国际舞台上的技术实⼒。
北⽃和天通卫星系统相互融合发展,为社会经济发展和⼈们⽣活带来更多便利。结合了卫星系统的终端产品,不仅为⼾外活动提供了可靠的通信⼿段,还在紧急情况下为救援⾏动提供了强⼤的⽀持。
这种“从太空到终端”的能⼒贯通,不仅彰显了我国航天科技的国际竞争⼒,更切实提升了⼈类应对复杂环境挑战的能⼒,为全球卫星应⽤产业贡献了中国⽅案。
参考资料:
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