Beidou-3은 어떤 새로운 기술을 사용하나요?

베이두-3 네트워킹 위성(2개)의 첫 번째 배치가 '로켓 1개와 위성 2개' 발사 방식으로 성공적으로 하늘로 발사됐다. 이는 '베이두'의 공식 건설의 시작을 알렸다. 우리 나라의 글로벌 위성 항법 시스템. 원자 시계 및 위성 간 링크의 최신 기술을 사용합니다. 원자시계 - 내비게이션 시스템의 핵심?

시간은 인식된 시작점을 선택하고 고정된 시간 간격으로 누적하여 정의된다는 것을 모두 알고 있습니다. 그러나 문제는 사람들이 이 "고정 간격"의 "고정"에 대한 요구 사항이 기간마다 다르다는 것입니다. ?

1960년 이전에는 지구의 자전 간격을 시간의 기초로 삼았는데, 이는 시대적 요구에 부합하는 보편적인 시간이었다. 나중에 사람들은 지구가 변덕스러운 아이와 같아서 회전 속도가 빠르고 천천히 변한다는 것을 발견했습니다. 마지막으로, 일부 과학자들은 "고정"되지 않은 이 "고정 간격"을 포기해야 했습니다. 왜냐하면 이는 10-7의 정확도만 달성할 수 있었기 때문입니다. 이는 이미 과학 연구 및 발전에 큰 오류였습니다. ?

이 문제를 "고칠" 수 없다면 어떻게 해야 할까요? 마침내 그들은 타협(그리고 불투명한 해결책)을 내놓았습니다. ?

시간에 대한 요구 사항은 사람마다 다르기 때문에 두 가지 장점을 모두 갖춘 시간 척도를 만들 수 있습니다. 따라서 새로운 시간 척도인 UTC(협정 세계시)가 나타납니다. ?

협정 세계시 생성에 있어서 주목해야 할 두 가지 측면이 있는데, 바로 원자시의 제2 길이와 우주시의 순간이다. 이처럼 협정 세계시의 제2 길이는 원자시의 제2 길이를 충실히 반영하되, 협정 세계시와 세계시의 시차는 0.9초 이내로 유지된다. 시간 차이가 0.9초를 초과할 경우 UTC에서 1초를 더하거나 1초(소위 "윤초")를 빼서 이 방법을 사용하여 간격을 좁힙니다.

항법위성의 원자시계를 위성의 '심장'이라 부르는 이유는 아주 간단하다. 항법의 목적은 측위이기 때문에 거리가 필요하고, 거리는 전자파의 전송 시간에 전송 속도를 곱한 값이 필요합니다. ?

배송 시간의 정확도가 높을수록 위치 정확도가 높아집니다. 각 위성은 10억분의 1초까지 정확한 위치와 시간을 포함하는 디지털 무선 신호를 지속적으로 방출합니다. 위성항법시스템의 수신장치는 4개의 위성으로부터 신호를 받아 약 100m 정도의 오차로 지구상의 위치를 ​​계산한다. 수신 장치는 수신 시간과 위성 발사 시간을 비교하고, 둘 사이의 차이를 통해 위성으로부터 떨어진 거리를 계산합니다(진공 중 빛의 속도 정의 값: c0=299792458m/s, 위성 발사 시간이 1일 경우). 수신 시간보다 1000분의 1초 늦은 경우, 수신 장치와 위성 사이의 거리는 299337.984m입니다. ?

이 시간을 위치가 알려진 다른 위성 3개의 시간과 비교하여 수신 장치는 위도, 경도 및 고도를 결정할 수 있습니다. 원자시계의 정확도를 높이는 것은 위성 항법의 품질에 있어서 없어서는 안 될 역할을 한다는 것을 알 수 있습니다. ?

베이두 3호에는 중국에서 가장 진보된 차세대 루비듐 원자시계가 탑재됐다. 베이두 위성 항법 시스템 수석 설계자 양창펑은 차세대 루비듐 원자시계의 안정성이 매우 높다고 말했다. 시계가 10-14 정도에 도달했습니다. "이건 꽤 되네요. 300만년에 1초의 오차만 있습니다." ?

게다가 원자시계의 정확성은 보장되지만 안정성도 고려해야 합니다. 이것은 상사가 우리에게 5시 30분에 퇴근하라고 말한 것과 같습니다. 매번 야근을 하도록 감시하지만, 그는 항상 6시까지 감시하고 있으며 매우 정확합니다. 테이크아웃을 주문하기 위해 화장실에 갈 필요가 없습니다. 다른 부서의 관리자는 5시까지만 볼 때도 있고, 6시 30분까지 볼 때도 있습니다. 이는 바람직하지 않습니다. ?

베이두 3호에 탑재된 원자시계는 기존 세슘 원자시계와 비교해 안정성, 표류율 등 지표가 크게 향상됐다. 전력 소비는 증가했지만 더 높은 정확도를 보장하고 그만한 노력을 기울일 가치가 있습니다. ?위성 간 링크 - 신뢰성과 안정성의 획기적인?

위성 내비게이션 시스템의 구축은 지상 기지국과 분리될 수 없습니다. 지상부의 기능은 궤도에 있는 위성의 상태를 관찰하고 항법 위성에 지시를 내리고 위성 자세를 수정하는 것입니다. 기지국을 구축함으로써 지상 위성에 대한 보다 나은 실시간 모니터링을 수행할 수 있습니다. 위성에 장애가 발생하면 기지국이 많아지면 더 빠르게 대응하고 적시에 처리할 수 있습니다.

여기서는 내비게이션 시스템의 무결성으로서 내비게이션 및 위치 확인 서비스에 사용할 수 없을 때 사용자에게 경고하는 위성 내비게이션 시스템의 기능을 언급합니다. ?

일반적으로 다른 유사한 조건에서는 더 많은 지상 기지국과 고궤도 위성이 설치될수록 무결성이 더 높아집니다. GPS는 초기 시작으로 인해 전 세계적으로 상당한 기지국을 구축했습니다. 이에 비해 Beidou에는 기지국 수가 훨씬 적습니다. 따라서 Beidou-3의 무결성을 강화하기 위해 위성간 링크 솔루션을 채택했습니다.

위성 간 링크의 개념은 새로운 것이 아닙니다. GPS도 Crosslink라고 불리는 이 기술을 사용합니다. 이 기술의 기본 원리는 위성 간 상호 통신을 통해 위성의 작동 상태를 실시간으로 모니터링하고 조정하는 것입니다. 이는 지상 기지국에 대한 의존도를 줄이고 무결성을 향상시킵니다. 이 기술을 통해 GPS 별자리는 지상 지원이 손실되더라도 일정 기간 동안 정상적인 작동을 유지할 수 있습니다. ?

그러나 GPS Crosslink는 빔 각도가 더 넓은 UHF(초고주파) 주파수 대역을 사용합니다. 이론적으로 두 위성이 통신할 때 빔 각도가 넓을수록 정보 전송 범위가 넓어집니다. 위성이 정보를 보낼 때 대상이 아닌 위성에 정보를 보낼 확률이 높아지므로 정보 유출이 발생하기 쉽습니다. Beidou는 Ka 위성 간 링크를 사용합니다(Ka 대역은 전자기 스펙트럼의 마이크로파 대역의 일부입니다. Ka 대역의 주파수 범위는 26.5~40GHz입니다. Ka는 K-above를 나타내며 Ka 대역의 주파수 범위는 대략 다음과 같습니다. Ka 주파수 대역은 사용 가능한 대역폭, 낮은 간섭 및 작은 장비 크기의 특성을 가지고 있습니다. Ka 주파수는 높고 빔 각도는 상대적으로 작습니다. 이는 위성에서 보낸 신호를 보장할 수 있음을 의미합니다. 신호를 수신하는 위성은 이를 다른 위성으로 전송하지 않으며 기밀성이 향상됩니다. 동시에, 주파수가 높을수록 위성 간의 통신이 더 효율적일 수 있음을 의미합니다. 따라서 Beidou-3 성능의 향후 발전은 전 세계가 기대할만한 가치가 있습니다. ?