北斗系统专题练
材料一:
6月23日9时43分,我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙型运载火箭,成功发射北斗系统第55颗导航卫星暨北斗三号最后一颗全球组网卫星。7月31日,北斗三号全球卫星导航系统正式开通。作为世界上第四个建成的全球卫星导航系统,北斗三号在导航精度、授时精度、稳定性、可靠性方面堪称世界一流。
北斗三号全球卫星导航系统由24颗地球中圆轨道卫星(MEO)、3颗倾斜地球同步轨道卫星(IGSO)和3颗地球静止轨道卫星(GE0)组成,共同构成了北斗三号的混合星座构型。其中每种类型的卫星都有其独特功用,根据各自运行轨道特点和承载功能,既各司其职,又优势互补,共同为全球用户提供高质量的定位、导航、授时服务。
MEO卫星是全球组网的主力,不辞辛劳地绕着地球满场跑,以求覆盖到全球更广阔的区域; GEO卫星在轨道上始终随着地球自转而动,以便时刻聚焦祖国,它与MEO卫星还承载了短报文通信服务功能。此次发射的第55颗北斗导航卫星,是北斗三号系统的第三颗GEO卫星,作为高轨道卫星,信号抗遮挡能力强,尤其在低纬度地区,其性能特点更为明显。
(摘编自《人民日报》海外版《北斗,那颗最亮的“星”》)
材料二:
卫星导航系统由空间段、地面段、用户段三部分组成。其中空间段由分布在不同轨道的14颗卫星组成,即由5颗地球静止轨道卫星、5颗倾斜地球同步轨道卫星和4颗中圆地球轨道卫星组成“北斗”区域性导航卫星星座。
“北斗”区域卫星导航系统的主要功能是:定位、测速、单双向授时、短报文通信。卫星导航系统分有源和无源两种,区别在于前者的用户端需主动发出信号,而后者的用户端只需被动接收信号。建设卫星导航系统不仅需要具备卫星组批生产、发射能力,更需要具备多方面的技术作为后盾,同时还需要足够的资金来保证。因此,能够建设卫星导航系统的国家凤毛麟角。
中国的“北斗”是世界上首个集定位、授时和短报文通信为一体的卫星导航系统。发送短报文是“北斗”独有的一种重要功能,短短的120 个字在很多时候是“救命”的法宝。通过GPS,用户只能知道“自己在哪”;但是通过“北斗”,用户还能让别人知道“自己在哪”。把导航与通信紧密结合起来,很适用于交通运输、调度指挥、搜索营救等需要把导航与移动数据通信相结合的用户。“北斗”的另一大特点是它与别的卫星导航系统之间具有兼容与互操作性。卫星导航系统有其脆弱性,单一的导航系统易被干扰、遮蔽,采用GPS+“北斗”的双卫星导航系统可以提高系统的可用性和导航精度。
(摘编自王凌光《“北斗”卫星导航的奥秘》)
材料三:
第十届中国卫星导航年会5月22日在北京召开,一批具有自主知识产权的北斗最新成果得到全方位展示。据了解,我国今年还将发射6至8颗北斗三号卫星,继续加快全球组网步伐。20余年来,我国北斗导航实现“三步走”。去年,北斗三号卫星更是以一年19星的佳绩在太空中刷新了“中国速度”。在北斗背后,是一支以中国航天科技集团五院为主的研发团队,他们秉持“北斗精神”为国家托举国之重器。
北斗一号总设计师、中国工程院院士范本尧回忆,国产化从北斗一号的太阳帆板做起,“当 时很多卫星都不敢上,北斗是第一个‘吃螃蟹’的,硬着头皮上。”以总指挥李祖洪、总设计师范本尧等为代表的老一辈北斗人逐一攻克难题,于2003 年建成了北斗一号系统,使我国成为继美、俄之后第三个拥有自主卫星导航系统的国家。
北斗二号研制在国产化的道路上迈出更大步伐。为实现快速形成区域导航服务能力的国家战略,以谢军、杨慧等为代表的北斗人设计了国际上首个以GEO/IGSO卫星为主、有源与无源导航多功能服务相融合的卫星方案,攻克了以导航卫星总体技术、高精度星载原子钟等为代表的多项关键技术,建成了国际上首个混合星座区域卫星导航系统。
北斗三号更是一马当先,开始了从并跑到领跑的征程。五院卫星团队在谢军、迟军、王平、陈忠贵等带领下,率先提出国际上首个高中轨道星间链路混合型新体制,形成了具有自主知识产权的星间链路网络协议、自主定轨、时间同步等系统,填补了国内空白。
(摘编自 2019年5月27日《经济参考报》
材料四:
北斗卫星导航系统“三步走”发展规划
时间节点 1994年-2003年 2004--2012年 2009-2020 年
规划步骤 第一步:试验系统 第二步:正式系统 第三步:正式系统
实现目标 北斗一号
区域有源定位 北斗二号
区域无源定位 北斗三号
全球无源定位
(摘编自人民网)
7.下列关于“北斗卫星导航”的理解,不符合原文意思的一项是( ) (3分)
A. GE0卫星的成功发射,标志着我国建成了世界上第四个全球卫星导航系统,也意味着北斗卫星导航系统“三步走”发展规划的全实现。
B.北斗导航系统由55颗导航卫星组成,其中24颗MEO卫星是全球组网的主力,它具有信号抗遮挡能力强,覆盖面广等特点。
C.单一的导航系统易被干扰、遮蔽,北斗导航系统能与GPS系统兼容,这就可以更好的为全球用户提供高质量的导航等服务。
D.北斗导航系统从有源发展到无源,从区域定位到能全球定位,这离不开我国多方面的技术支持,也离不开国家财政的大力支持。
8.下列对材料内容理解和分析,符合原文意思的一项是( ) (3 分)
A.“北斗”区域卫星导航系统由分布在不同轨道的14颗卫星即5颗地球静止轨道卫星、5颗倾斜地球同步轨道卫星和4颗中圆地球轨道卫星组成。
B.中国的“北斗”卫星导航系统集定位、测速、单双向授时、短报文通信等功能于一体,具有导航和通信相结合的特色,其应用为人们的生活提供了便利。
C.作为构成北斗三号的混合星座之一的GEO卫星在轨道上始终随着地球自转而动,它承载着北斗独有的一种通信服务功能一一发送短报文。
D.太阳帆板是北斗卫星国产化的开端,之后在北斗二号、北斗三号卫星研制中国产化步伐迈得更大,攻关更艰苦,具有自主知识产权的成果不断出现。
9.北斗导航系统的成功研制,为我国自主研发提供了哪些宝贵的经验?请结合材料简要概括。(4 分)
(一) (10分)
7.[B]B项中,信号抗遮挡能力强是GEO卫星的功能,张冠李戴。
8. [D] A项原文只是空间段部分。B项“北斗区域卫星导航系统”偷换为“卫星导航系统”。C项原文GE0与MEO卫星还承载了短报文通信服务功能。
9.①科学制定并成功实施计划;
②研发团队应秉持为国铸重器,敢于技术创新的精神;
③国家财政的大力支持;
④应具有自主知识产权。
(每点意1分,意到即可,共4分)
材料一
11月19日2时07分,我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭,以“一箭双星”方式成功发射第四十二、四十三颗北斗导航卫星,这两颗卫星属于中圆地球轨道卫星,是我国北斗三号系统第十八、十九颗组网卫星。
卫星经过3个多小时的飞行后顺利进入预定轨道,后续将进行在轨测试,并与此前发射的十七颗北斗三号导航卫星进行组网联调。
此次任务的成功发射,标志着我国北斗三号基本系统星座部署圆满完成,后续将开展系统联调和性能指标评估,计划年底前开通运行,向“一带一路”国家和地区提供基本导航服务,迈出中国北斗从区域走向全球的“关键一步”。
据介绍,2009年,经国家批准,北斗三号工程正式启动实施。工程于2016年完成了试验系统建设,充分验证新一代导航信号体制后,按照最简系统、基本系统、全球系统三步实施组网。2017年11月5日,在西昌卫星发射中心执行了首次组网卫星发射任务。2018年3月底,建成了由8颗北斗导航卫星组成的最简系统;目前,工程建设进展顺利,由1 9颗北斗导航卫星组成的基本系统即将开通运行;后续,将于2020年底前,建成北斗全球卫星导航系统,具备服务全球能力。
??? (摘编自2018年11月20日《人民日报》)
材料二
北斗系统有一项很重要的服务就是“授时”,即将我国的标准时间告知各类用户,以便使用。国家授时中心保持的国家标准时间,也是一个国际的标准时间,是与国际上其它相关机构一起来联合解算出来的,供全世界统一使用,叫协调世界时(UTC)。获得协调世界时的一项重要工作是时间比对,我们目前所用的共视比对和精密单点定位(PPP)比对,就是利用北斗系统而获得的。
交通运输行业向来是北斗系统最大的民用行业用户之一。在综合交通的大框架下,全国已有超过617万辆道路营运车辆、3.5万辆邮政和快速运输车辆、36个中心城市约8万辆公交车、370艘交通运输公务船舶安装使用或兼容北斗系统,国产民航运输飞机首次搭载北斗系统,近期还针对长江航运等重点领域,研究出台了具体措施,分阶段稳步推动北斗系统在行业全覆盖。同时,交通运输部还积极推动北斗系统国际化。今年9月19日,北斗三号第13、14颗卫星成功发射,这两颗卫星搭载了由交通运输部参与建设的搜救载荷,将组成北斗卫星搜救系统,并作为全球卫星搜救系统的组成部分,为全球遇险人员提供报警和定位服务。此外,全国各省也在逐步探索北斗系统与新兴技术的融合发展,带动新技术新业态新模式的推广。
??? (摘编自2018年11月19日“人民网”)
材料三
轮船航行在茫茫大海中,需要航标灯的指引。卫星在太空飞行,太阳与地球就是它的航标灯:卫星飞行姿态的建立依赖于对太阳、地球的观测,测量精度越高,卫星飞行姿态就越稳定,提供的导航精度也越高。中科院上海技术物理所研制的“三只眼”,就是通过观测太阳、地球为导航卫星提供导航。“三只眼”就是两个“太阳眼”——模拟太阳敏感器、数字太阳敏感器,一个“地球眼”——红外地球敏感器。“太阳眼”负责测量太阳的位置,“地球眼”测量地球的位置。安装了“三只眼”的北斗卫星的优异表现与“视力”密切相关。卫星入轨初期用模拟太阳敏感器捕获太阳,再用数字太阳敏感器和红外地球敏感器共同作用,更加精确地确定卫星的三轴姿态。
科研人员对北斗卫星数字太阳敏感器和红外地球敏感器进行了关键技术攻关。数字太阳敏感器的关键技术突破,实现关键元件自主可控;红外地球敏感器的关键技术突破后,具有高测量精度、高可靠性、长寿命、不易受太阳等天体对姿态测量的干扰等优点。
卫星与卫星之间的通信——星间链路,是北斗导航系统由区域向全球过渡的关键技术,是提升系统全球服务能力的核心技术手段,也是北斗全球导航卫星系统的重要标识和技术制高点。科研人员提出了自己的北斗全球组网星间链路解决方案,率先采用毫米波技术体制和生产工艺,研制出具有国际领先水平的星间链路产品,对于北斗导航卫星实现全球组网起到了关键作用,促进了北斗全球系统的跨域发展。
卫星电源分系统也是卫星的关键分系统之一,被誉为卫星的“生命线”。在北斗三号中,首次批量采用了转换效率达到世界先进水平的三结砷化镓太阳能电池,能和太阳能帆板的尺寸充分匹配,极大提高了卫星“吸收”太阳能的效率。
??? (摘编自2018年6月11日《人民日报》)
7.下列对材料相关内容的理解,不正确的一项是(3分)
A.11月19日发射成功的两颗卫星属于中圆地球轨道卫星,是第42、43颗北斗导航卫星,也是北斗三号系统第18、19颗组网卫星。
B.北斗三号工程于2009年正式启动实施,按照最简系统、基本系统、全球系统三步实施组网,并将于2020年底前向全球提供服务。
C.北斗三号第13、14颗卫星将组成北斗卫星搜救系统,它是全球卫星搜救系统的一个组成部分,可为全球遇险人员提供相关服务。
D.卫星在太空飞行需要太阳与地球的指引;对太阳、地球的测量精度越高,就越利于卫星飞行姿态保持稳定,提供更高导航精度。
8.下列对材料相关内容的概括和分析,不正确的一项是(3分)
A.随着第18、19颗组网卫星的成功发射,北斗三号基本系统星座部署圆满完成,年底前将有望向“一带一路”国家和地区提供基本导航服务。
B.除了提供授时服务和为国内车辆、船舶和飞机提供导航服务外,北斗系统也将逐步与新兴技术融合发展,带动新技术新业态新模式的推广。
C.与数字太阳敏感器相比,红外地球敏感器测量精度更高,可靠性更强,寿命更长,不易受太阳等天体对姿态测量的干扰,具有明显的优点。
D.星间链路是卫星与卫星之间的通信,也是北斗导航系统实现全球服务必不可少的一项关键技术;目前,我国的这项技术具有国际领先水平。
9.北斗系统实现了哪些自主创新?结合材料三简要概括。(6分)
7. B(“并将于2020年底前向全球提供服务”不正确,原文为“将于2020年底前……具备服务全球能力”。)
8. C(本项曲解文意。材料三中并没有把红外地球敏感器与数字太阳敏感器进行比较。)
9. ①安装了“三只眼”,并突破了数字太阳敏感器和红外地球敏感器的关键技术;②率先采用毫米波技术体制和生产工艺,研制出具有国际领先水平的星间链路产品;③首次批量采用了转换效率达到世界先进水平的三结砷化镓太阳能电池。(每点2分)