2017年国外导航卫星发展综述（节选）

　　2017年，国外共进行6次导航卫星发射活动，成功5次，失败1次，成功发射导航卫星8颗，失败1颗。其中，欧洲1次，成功发射“伽利略-全运行能力”（Galileo-FOC）卫星4颗；俄罗斯1次，成功发射格洛纳斯－M（GLONASS－M）卫星1颗；日本3次，成功发射“准天顶卫星系统”（QZSS）3颗；印度1次，发射“印度区域导航卫星系统”（IRNSS）卫星1颗，因整流罩未分离造成发射失败。截至2017年12月31日，国外在轨运行导航卫星91颗。在轨运行并提供导航服务的卫星71颗，其中，美国“全球定位系统”（GPS）31颗，俄罗斯GLONASS系统24颗，欧洲Galileo系统15颗，日本QZSS系统1颗（主要提供GPS增强服务）。
　　美  国
　　GPS系统正在实施现代化计划，目前GPS系统已经全面具备自主导航能力，其空间段已经初步具备了播发M码军用信号、L2C和L5民用信号和星上信号功率可调能力。美国空军正在研发具有在轨可重新编程与信号重构能力、高速星间星地链路能力和点波束增强能力的系统。GPS新一代OCX系统的研发已完成支持发射、在轨检查（即OCX Block0）部分，计划于2018年初完成部署，以支持首颗GPS－3卫星的发射。
　　OCX系统的发展再次遭遇拖延与经费超支。虽然雷神公司（Raytheon）按新的计划于2017年完成了OCX Block0的交付，但7月美国空军宣布消息称“OCX的研发、部署将再拖延9个月，研发经费也将达到60亿美元”，即OCX Block1和2的部署将推迟至2021年9－10月，甚至可能更晚。
　　2017年，GPS系统研发的主要进展包括三个方面，其一，首颗GPS－3卫星成功交付美国空军，计划于2018年初发射，标志着GPS现代化计划进入最后阶段；其二，OCX Block0成功交付给美国空军导航与航天系统中心，使GPS的OCX系统具备了GPS－3卫星的发射、在轨检查与测试能力；第三，哈斯公司（Harris Corporation）完成了GPS－3卫星关键导航有效载荷—全数字化任务数据单元（MDU）的工程样机的研发，实现了GPS全数字化有效载荷关键技术的最后突破。全数字化有效载荷技术和在轨可重新编程技术将应用于GPS－3B卫星（第11颗GPS－3卫星及后续卫星），实现导航信号的可重新生成与功率可调，使GPS系统具有更强大的导航战能力，并计划于2018年授出首颗GPS－3B卫星的研发合同。
　　按照当前的计划，2018年将发射2颗GPS－3卫星，此后计划以每年约2颗的速度进行发射，2033年左右完成全部由GPS－3卫星组成的空间星座的部署。届时，L1C互操作信号、星上信号功率可调等将全面投入运行，实现新的V频段星间和星地链路、在轨可编程与信号重构等。
　　欧  洲
　　截至2017年12月，ESA已经完成了26颗Galileo卫星的部署，包括4颗“伽利略-在轨验证”（Galileo-IOV）卫星和18颗Galileo-FOC卫星，其中提供定位、导航与授时服务的卫星15颗，颗Galileo-IOV卫星因电源故障已经无法工作；2颗Galileo-FOC卫星因运载火箭问题没能进入预定轨道，在抬高了近地点后，2颗卫星处于17200km×25900km、倾角49°的轨道，轨道重复周期20天，与轨道高度23600km、轨道倾角56°、轨道重复周期10天的名义轨道存在较大差距。按照欧洲全球导航卫星系统管理局（GSA）发布的Galileo系统初始运行状态信息，上述2颗卫星处于试验状态，不能提供导航服务。
　　2017年发生2件对Galileo系统未来发展具有重要影响的事件，其一是2017年1月爆发的Galileo星载原子钟大面积故障，其二是英国的脱欧。2017年1月底，国外媒体率先披露了Galileo系统在轨运行的18颗卫星的72部星载原子钟中的9部（包括3部铷钟、6部氢钟）发生故障，18颗卫星中的5颗卫星分别损失了1部或2部星上原子钟。虽然ESA相信已经找到了故障的原因（铷钟故障因短路引起，氢钟故障源于长时间冷备份），问题得到了解决，并于2017年又签署了12颗Galileo-FOC卫星的采购合同，但其解决方案是否有效仍需要时间的检验。
　　英国的脱欧在给欧盟未来发展带来不确定性的同时，也给Galileo系统的未来发展带来了不确定性。公私伙伴关系发展模式终结后，Galileo系统的发展完全由欧盟的公共资金支持，作为欧盟最具影响力的3个大国（英国、法国、德国）之一，英国的脱欧必将削弱欧盟的政治影响力与整体的经济实力，削弱欧盟支撑Galileo系统维持与发展的能力。如果英国脱欧产生连锁性反应，甚至有可能使欧盟走向解体与终结，这种结果的出现对欧盟与Galileo系统都将是灾难性的。2017年4月，欧盟为Galileo系统相关协议增加了新的条款。该条款要求：当供应商所在国不再是欧盟成员国时，欧洲可具有单方面的合同解除权，且并不因此产生违约金。而且要求退出合同的供应商支付寻找替代者产生的费用，这是符合欧盟与ESA经费返还原则的，此条款不但将对英国航天工业的发展产生巨大影响，使有效载荷承包商英国萨瑞卫星技术公司成为直接受害者，同时也将对Galileo卫星的研发产生不利影响。
　　俄罗斯
　　截至2017年12月底，俄罗斯在轨导航卫星25颗，即GLONASS－M卫星23颗，GLONASS－K1卫星2颗，提供定位、导航与授时服务的卫星24颗，其中GLONASS－M卫星23颗，GLONASS－K卫星1颗。
　　2017年，俄罗斯进行了1次GLONASS卫星发射，成功发射了1颗GLONASS－M卫星，保证了GLONASS系统运行与服务的稳定。从GLONASS系统星座维持与更新的情况看，GLONASS卫星的可行性与在轨工作寿命得到了较好地改善，在2016年、2017年仅发射3颗GLONASS的条件下，仍然保持了GLONASS系统的稳定，对GLONASS系统的维持与发展具有非常重要的意义。最近几年，GLONASS系统工作卫星的数量一般保持在23颗或24颗，提升了GLONASS系统在多系统并存格局下全球卫星导航领域，特别是卫星导航应用领域的影响力。
　　日  本
　　2017年，日本加快了QZSS系统的部署步伐，成功进行了3次QZSS卫星的发射，发射了2颗倾斜地球同步卫星轨道（IGSO）卫星、1颗地球静止轨道（GEO）卫星，提前完成了QZSS系统第一阶段的部署，并计划于2018年初投入初始运行。按2015年日本新的航天基本计划，QZSS系统的部署分2个阶段进行：第一阶段，于2018年前完成由1颗GEO轨道卫星＋3颗IGSO轨道卫星组成的空间星座部署；第二阶段，2023年前完成7颗卫星组成的QZSS系统的部署，并投入运行。
　　截至2017年底，QZSS系统星座在轨卫星4颗，其中3颗IGSO轨道卫星、1颗GEO轨道卫星。
　　印  度
　　2017年，印度IRNSS系统的发展遭遇了2次重大挫折。首先，2017年1月底，在媒体披露Galileo系统星载原子钟故障事件后，印度空间研究组织（ISRO）宣布IRNSS系统首颗卫星的3部原子钟发生故障；2017年6月，印度媒体再次披露IRNSS系统又有4部原子钟发生无法解释的故障。至此，在IRNSS系统卫星装备的全部21部星钟中，已有7部发生了故障。第二，为替换3部星载原子钟全部发生故障的首颗IRNSS卫星，2017年8月31日印度发射了第8颗IRNSS卫星（IRNSS－1H），但是由于整流罩未能正常分离，卫星发射失败。
　　（全文见《国际太空》2018年第2期）

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