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[任务跟踪] 中国北斗卫星导航系统发射组网讨论专贴——预计2019年开始IOC

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东方红 发表于 2010-12-18 13:10 | 显示全部楼层
3IGSO+4GEO---如果这样的话,显然明年肯定可以达成。
就我国及周边来讲,明年是否可以达成完全可用标准?
hupiwen 发表于 2010-12-17 23:45

这只是一个最小的导航星座,为了保持稳定服务,必须要有在轨备份星,所以整个系统要多于7颗卫星,十颗比较合适,四颗MEO导航星作用不大,大概是为了占据轨道保持能力吧。
hupiwen 发表于 2010-12-18 16:57 | 显示全部楼层
回复 83# 东方红


谢谢解惑。
这样看来,2011年BD2在中国及周边可用了。
这应该是非常了不起的事情了。
卫导弹药将会出现井喷式发展。精确打击能力的进步应该算是革命性的了。
jingyan66 发表于 2010-12-20 00:06 | 显示全部楼层

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naugty 发表于 2010-12-23 22:54 | 显示全部楼层
孙老对北斗组网的介绍:组网步骤 “2+1” -- “3+3” --“5+3+4”,一期还是12颗。


“北斗”第七星成为20星15箭完美句号
2010年宇航发射满堂红中攀新高
“十一五”期间中国宇航发射48次把近60个航天器送入太空(本报记者 刘斐)
中国航天报



第七颗北斗导航卫星与长三甲火箭对接


长三丙火箭发射嫦娥二号卫星


长三乙火箭发射鑫诺六号卫星



发射中星20A的长三甲火箭测试中


长四丙火箭发射风云三号02星


2010年,中国航天的宇航发射任务以第三颗北斗导航卫星的发射成功拉开序幕,又以第七颗北斗导航卫星的一飞冲天压轴谢幕。一年中,北斗卫星导航系统已有五星参与组网,“三步走”的北斗卫星导航系统第二步———系统建设阶段进展顺利。一年间,中国航天科技集团公司共完成15箭20星的宇航发射任务,其发射密度之大、成功率之高和影响力之远均创历史新高。
     一年15箭20星再创历史新高
     这注定是个漫长无眠的夜晚,漫长到每一分、每一秒、每一个动作都足以定格在历史长河之中。到处灯火通明,稍有恍惚便很难分辨这究竟是夜非夜,唯有漆黑的天帘上镶嵌的若干星斗和一轮皎洁的明月时时向地上紧张忙碌的人们昭示着夜的深邃。
     这注定是个紧张繁忙的夜晚,奔波的车轮在几个工作区内辗转,扩音筒里传出的指令声,不时混杂着些许讨论声、咳嗽声;咖啡的香味混合着茶香萦绕,玻璃窗伴着夜深开始变得朦胧……
     这注定是个意义非凡的夜晚,塔架上矗立的这枚以一院为主研制的长征火箭,即将实现一院火箭的第100次飞行,带着第七颗北斗导航卫星直冲九霄,上演中国航天宇航发射的年度收官之战,也将以前所未有的辉煌战绩为“十一五”落下一个完满的句点。
     12月18日凌晨4点20分,随着“3、2、1”发射口令的下达,长征三号甲运载火箭点火起飞,冲破黑色夜障和重山环抱,开始了它的星际之旅。832秒,星箭成功分离;51分钟后,卫星太阳翼展开。
     至此,2010年中国航天科技集团公司宇航发射任务圆满完成,实现了15箭20星的历史新高,漂亮地赢得了“十一五”的收官之战。
     2010年,中国航天的宇航发射任务以第三颗北斗导航卫星的华丽出场拉开了序幕,又以第七颗北斗导航卫星的一飞冲天压轴谢幕,漂亮的一起一合,于中国航天而言,无疑是一场精彩至极的汇报演出。
     一年间,中国航天科技集团公司共完成15箭20星的宇航发射任务,创年度宇航发射的历史新高,其发射密度之大、成功率之高和影响力之远都是史无前例的。
     而如同“北斗”这样正在从试验应用型向业务服务型稳步推进和急速转型,并在国民经济和社会生活中发挥举足轻重作用的卫星型号比比皆是。
     “嫦娥二号”的社会热度刚刚有所消减,中国航天又一次站到了公众视野的最前线。由嫦娥二号卫星拍摄的分辨率达到米级的月面虹湾局部影像图于11月8日精彩亮相,该影像图的传回,标志着嫦娥二号任务所确定的工程目标全部实现,科学目标也正在陆续实现。作为探月工程二期的先导星,“嫦娥二号”一步进入地月转移轨道并成功验证了多项关键技术,为我国进一步了解月表环境、把握深空探测技术发展规律、有效降低探月工程二期风险提供了有益借鉴。
     几乎与“嫦娥二号”拍摄并传回月面影像图在同一时间,风云三号02星也成功发射,并实现了有效的对地观测和数据传输。风云三号02星与已经在轨运行两年之久的01星“双星合璧”,可以实现约六小时对全球观测一次,大大提高了对我国乃至全球气象的“观风测云”能力,中国也已跻身世界气象大国之列,在全球气象舞台上扮演着越来越重要的角色。
     而稍前发射的鑫诺六号卫星则在通信广播方面担负起重大使命,它覆盖我国大陆及港、澳、台地区,能够为广大用户提供高效、优质的通信和广播业务服务。
     这些卫星应用遍布于社会经济的各个领域,通信广播、数据中继、气象观测、海洋监测、环境监测、灾害监测、资源普查、航天育种、科普实践、遥感遥测……同时,卫星的性能和业务服务能力都有了明显提升。
     而默默为卫星一次次插上飞翔翅膀的长征系列运载火箭,则以骄人的战绩刷新了长征家族的光荣榜,完成了136次的成功飞行。伴随着中国航天产业化时代的到来,长征系列火箭在可靠性和稳定性等方面都迈上了一个新的台阶。而火箭型谱化的实现,更将长征家族逐渐推向了“宇航全能”的国际先进行列。
     回首“十一五”,中国航天科技集团公司宇航发射达到48箭近60个航天器的记录,相较于“十五”期间24次宇航发射将23颗卫星和5艘神舟飞船送入预定轨道而言,宇航发射的数量几乎翻了一倍,仅2010年一年就创下了15箭20星的历史新高,并达到100%的成功率,实现全年任务满堂红,可谓为“十一五”作了一个完美收官。
     这其中反映出的不仅仅是中国航天的发展速度,更加彰显了中国航天跻身国际一流的坚定决心和日渐雄厚的发展实力。
     北斗系统向“5+3+4”目标顺利迈进
     随着第七颗北斗导航卫星,也是北斗卫星导航系统中的第二颗倾斜地球同步轨道卫星、本年度密集发射的第五颗组网卫星的精确入轨,北斗卫星导航系统的功能和优势正日益凸显,导航的精度和它的持久性、稳定性都在逐步增强。
    按照“三步走”的战略部署,北斗卫星导航系统已经进入第二步的系统建设阶段。在这一步的实施过程中,系统建设正在实现从“2+1”到“3+3”的跨越,并向着“5+3+4”的目标加速迈进。
     在今年加速组网的五颗北斗导航卫星中,前两颗发射的是静止轨道卫星,第三颗则是倾斜地球同步轨道卫星,也就构成了“2+1”这一最简系统的星座格局。“其实,这三颗卫星组成的最简系统从导航的意义上说,并不能起到明显作用,但为什么要先组这么一个网呢?”北斗卫星导航系统工程总师孙家栋院士解释说,“它主要还是用来作试验,验证导航信号的准确性、方案设计的合理性和技术条件的允许性等方面内容,以便指导我们进行适时的调整和改进,促进后期组网工作有效开展。”
     而今年发射的第四颗和第五颗组网卫星分别是一颗静止轨道卫星和一颗倾斜地球同步轨道卫星,则是按照“3+3”的规划逐步实施,也就是要在之前“2+1”的基础上形成三颗静止轨道卫星和三颗倾斜地球同步轨道卫星的星座格局。三颗倾斜地球同步轨道卫星的轨道高度约四万公里,三个轨道面之间的夹角成120度。“等到‘3+3’的格局形成,就能够保证在我国乃至周边地区的任何一点,在任何时间内,都能够看到‘3+1’颗北斗导航卫星,也就能实现准确定位。”孙家栋进一步解释道。
     等到“3+3”的格局实现后,将再发射两颗静止轨道卫星和四颗中轨道卫星,构建“5+3+4”的星座格局,为实现全球导航的系统建设和完善进行先期探索,并为其打好基础。
     目睹“北斗”发射倒计时
     场景一:西昌卫星发射中心的指控大厅里,长征三号甲运载火箭发射试验队的十几名技术人员围坐在控制台前,目光紧盯着眼前的屏幕。
     此时,距离北斗卫星导航系统第五颗组网卫星的发射窗口还有不到两个小时的时间,每个人脸上的神情都开始变得严肃起来。
     航天发射是一项高风险的事业,每一次发射都不能掉以轻心,微小的问题也可能会带来不可估量的损失。即使对此次发射有着充分把握,但技术人员还是严阵以待。
     场景二:紧挨着发射塔架,有个“半敞篷”式的小屋框,沿着黑洞洞的楼梯一直走下去,就到了卫星的供配电室,从这里连接出的导线、电缆直接通到蓄势待飞的卫星上。这里就是被叫做“地堡”的地方。
     由于地堡距离火箭点火点距离太近,危险性较高,在火箭点火起飞之前,地堡里的所有工作人员都必须撤离到大约300米以外的山洞里。但是,另一方面,为节约卫星蓄电池的电量,保证卫星上天后能有足够的电量支撑其正常工作,射前的准备阶段需要由地面集中供电设备给卫星供电,并需要专人留守以确保卫星的供电状况良好,直到临射前11分钟卫星转内电后才能撤离。
     卫星发射试验队的李旭丽和任忠就成了发射场内最后撤离到安全区域的试验队员。他俩一个负责供配电分系统的工作,一个负责地面供电设备的具体操作,直到临射前11分钟,确保各项状态设置正确后,才最后离开地堡。
     场景三:在距离发射塔架不足500米的地方,架着两个专业的“炮筒子”和两台摄像机,这里是火箭点火升空时仍然留在室外继续工作的试验队员中距离发射现场最近的位置。
     火箭和卫星两个发射试验队的三名“记录者”———南勇、刘建安、宿岩,在发射前两小时左右就已经爬到了塔架对面的山腰上摸黑守候着。
     凌晨的温度几乎在摄氏0度左右,山间的小风更加剧了清冷。冻得实在受不了了,他们仨就围着设备跺着脚、跑跑圈,偶尔呵出几口暖气搓搓手背。再不然,就跑到旁边高位哨的狭小空间里窝上一小会儿。但总也不敢久待,因为还要随时关注室外的环境、温度和亮度的变化,以适时调整拍摄的角度和位置。


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根据上面孙老介绍,还要发射7颗北斗,其中4MEO,1IGSO,2GEO。

下一发应该是组成“3+3”一颗IGSO。
shuchunyong 发表于 2010-12-23 23:08 | 显示全部楼层
2010年BD 的5星应该是1个IGSO,4个MEO
shanyan521 发表于 2010-12-24 08:46 | 显示全部楼层
看来 G2  真的挂了
shaolin1254 发表于 2010-12-24 11:08 | 显示全部楼层
按重要性划分发射顺序应该是IGSO、GEO、MEO
darklighter 发表于 2010-12-24 20:39 | 显示全部楼层
本帖最后由 darklighter 于 2010-12-24 20:56 编辑

目前的3+2星座(G1、G3、G4、I1、I2)已能在我国除新疆、西藏及东北北部之外的大部分地区的开阔地(卫星仰角大于10度即可见)保持24小时有4颗以上可见星的基本定位要求。由于卫星少,只能保证PDOP基本上(90%概率)不高于17。
3+3星座形成后,上述地区PDOP可进一步控制在9以下。但由于目前GEO星整体位置偏东,对西北地区的覆盖仍不理想。
进一步补充GEO和IGSO星可以明显扩展服务范围、降低PDOP值(提高定位精度)、放宽卫星可见仰角要求。
naugty 发表于 2010-12-30 16:42 | 显示全部楼层
北斗卫星导航系统建成后年产值可达近千亿元
2010年12月30日 11:33 来源:中国新闻网

(声明:刊用《中国新闻周刊》稿件务经书面授权)
  北斗应用:近千亿元的大蛋糕
  同世界其他大国一样,卫星导航等许多高新技术往往源于军事,最先用于国防,而最终将主要在民用领域显示其市场价值。中国北斗系统建成以后年产值可达近千亿元,但要在已经被GPS垄断的市场后来居上,则并非易事
  美国GPS系统的研发始于1973年,而卫星导航技术引起广泛关注,则要到近二十年以后的海湾战争中。当时,美国的飞机、导弹、水面舰艇等依靠GPS这一撒手锏,发动起一场各军兵种集团作战的战争,向全世界诠释了现代战争的内涵和规则。

  随着GPS向民用开放,它所蕴藏的巨大商机被发掘。近年来,中国的卫星导航产业发展迅速,但95%的应用都是建立在美国GPS之上。“如果一旦国际关系生变异或发生战事,殃及中美关系,美国关闭覆盖中国区域的GPS信号,后果将不堪设想。”总参谋部测绘局局长袁树友少将对《中国新闻周刊》说。
  这早有先例可循,北斗卫星导航定位系统发起人之一、国防科工委原副主任沈荣骏院士告诉《中国新闻周刊》,1996年台湾海峡局势紧张的时候,中国军队开展了一次大规模军事演习,在关键时候,发现GPS信号忽然中断。经过专家调查分析,结论是人为造成的信号中断。
  “他们干扰你一下,在你的上空加一颗卫星让你打不准,或者让你根本就收不到信号,这是可以做到的。”中科院院士杨元喜对《中国新闻周刊》说。他进一步指出,中国在这方面的安全隐患非常明显,“我们的电力部门用的是GPS,我们的银行体系、交通体系、电力部门、网络部门、Email用的全是GPS,只要美国人稍微做一点手脚,我们的系统就可能全部瘫痪。更不用说是战略武器,只要人家把时间稍微调整一点,我们的武器就可能同步不起来,会造成巨大失误。”
  《中国新闻周刊》记者走访的诸多专家,几乎都强调一点:事关国家核心利益的战略部门如军事、金融、交通、电力等部门,一定要用中国自己的北斗系统。
  军用带动民用
  大约从2004年开始,北斗系统逐步在中国军事部门推广使用。其中一个最典型的例子,是前几年的一次反恐行动,即在喀什地区清剿一个恐怖训练营。“新疆军区领导说,他们当时靠的是两个工具,一个直升机,另一个就是北斗。那个地方地形很复杂,这两样法宝帮助他们解决了问题。”中国卫星导航应用管理中心副主任杨宝峰告诉《中国新闻周刊》。
  据杨宝峰介绍,目前,北斗系统应用于军队武器,通过该系统提高这些武器的精度。此外,北斗还广泛应用于边防巡逻当中。“比如新疆的边防团,他们出去巡逻别的可以不带,但北斗必须带。通过北斗系统,指挥所可以随时监测掌控情况。”
  虽然中国军队越来越多地使用北斗系统,但尚未达至“强制使用”阶段。“因为我们有些装备是从国外进口的,原来的系统就带有GPS。今后,会逐渐从限制过渡到限制、禁止。”杨宝峰说。
  但他也指出,研发能够兼容各种系统的用户机将是一个趋势,“我们不完全排除GPS、格洛纳斯,或者伽利略在中国的应用,因为每个系统都有它本身的弱项。所以,我们计划研发一种兼容的用户机,既能接收北斗的信号,又能接收其他系统的信号,这对我们来讲也是一个非常好的应用方式。但我们也要强调独立自主性,即在GPS出问题的时候,我们的北斗不受干扰。”
  与其他系统的应用功能相比,北斗一个最具特色的优势是它的短报文通信功能。也就是说,使用GPS可以确定自己的位置,但不能把自己的信息传达出去,而北斗系统通过独有的短信功能,可以向有关方面传达信息。“比如在战争中,通过这一功能,我们不仅知道自己的位置,还能向友邻和上级报告我们的位置和时间校准等数值。用我们测绘的语言来讲,就是时间基准和空间基准的问题,这对作战来讲是非常重要的。”总参测绘局袁树友局长说。
  民用市场亟待拓展
  2003年,北斗系统应用主管部门上报国务院和中央军委,建议批准北斗系统向民用领域提供服务。
  “军队和国防应用的数量相对于系统的民用数量来讲,简直是小巫见大巫。北斗全球系统建成之后,民用将占据北斗系统用户总量的95%以上。”北斗系统总工程师孙家栋院士告诉《中国新闻周刊》。
  据中国卫星导航应用管理中心常务副主任赵康宁介绍,目前,北斗的用户以集团用户为主。除了国防部门以外,渔政、水文测报、交通运输监控和森林防火部门是北斗的主要用户。在这些部门里,北斗系统的使用占到30%左右。
  因为北斗的特点,尤其是其短报文通信的功能,特别得到渔政、水文监测和森林防火部门的青睐。“现在南海、东海等渔政部门主动放弃了GPS,而全部改用北斗了。为什么不用GPS呢?GPS只能告诉你所在位置的经纬度,而在海洋里,光知道经纬度意义不大,周围都是海。但如果使用北斗,如果有台风,渔政部门就可以通知所有渔民;而如果一艘孤独的渔船在茫茫大海上出现危险,也可以通过北斗发短信求助,渔政系统可以立即告诉你离你最近的渔船在什么地方,最快的救援需要多长时间等等。”赵康宁说。
  由此可见,北斗系统的优越性在抢险救灾时尤其突出。事实上,普通百姓第一次听闻北斗系统的名字,多是在2008年汶川地震期间。当时,在基础设施损坏、通信中断的情况下,中国卫星导航应用管理中心为救援部队紧急配备了一千多台“北斗一号”终端机,实现了各点位之间、点位与指挥部之间的直线联络,为指挥救灾发挥了重要作用。赵康宁首率救灾小分队跑遍北川、绵竹,“北斗短信快报”使成千上万人获救,至今他一直感慨万千!
  除了导航、通信以外,北斗的一个重要功能是授时。在军事领域,联合攻击炸弹之所以能够精确地打击目标,是因为其通过卫星定位和高精度授时来对目标进行多维锁定。而在民用领域,精度授时的概念则对金融和电力部门尤其重要。
  “我打个比方:假如我们借美国2000亿美元,应该今天的零点之前还,但如果我们在零点零一秒还,一天的利息会是一个庞大的数字,差一秒即损失很多钱。”杨元喜院士如此形容精度授时的意义。
  而在电力部门,“假如电力传输设备运行时间不同步,轻则运行设备失控,影响正常输供,重则造成整个地区电网瘫痪。”国智恒电力管理科技公司董事长吕建光告诉《中国新闻周刊》记者,“而且,由于时间不同步,很难及时排查事故原因。”
  目前,中国电力行业接收GPS授时信号是免费的,GPS授时终端价格低廉,然而,“免费午餐”意味着美国不承诺对任何应用所产生的问题负责。2007年,曾有某省电网公司对其负责区域的电网GPS授时设备进行检查,发现设备完好率不足60%。为了解决这个问题,中国卫星导航定位应用管理中心牵头,联合相关企业自主研发了一个“北斗电力全网时间同步管理系统”,这一研究成果正在国家电力电网中推广应用。
  少年北斗的烦恼
  在2007年2月北斗二代的论证会上,专家论证认为北斗系统建成以后,年产值可达到500亿元。然而,在被 GPS垄断的民用市场,北斗的推广必然是一个缓慢的过程,急需破解产业困局。
  “在全球四大卫星导航定位系统中,北斗系统的建设经历曲折,但扎实稳健,有着自己“三步走”的发展战略。首先解决中国卫星导航定位系统的有无问题;然后是完善系统功能,扩大工作区域;最后建成中国特色的全球卫星导航定位系统。但是相比较而言,北斗系统还很年轻,有很多路要走。”总参测绘局局长袁树友局长坦而言之。
  国防科工委原副主任沈荣骏院士告诉《中国新闻周刊》,北斗卫星导航试验系统在1994年立项时,系统的设计最大用户量为80万。而自2003年12月15日,第一代北斗导航定位系统建成并正式开通运行以来,累计用户数量刚突破7万,这个数字还不到设计容量的十分之一。
  整体用户数量少是困扰北斗系统应用的主要原因之一。“在全球四大卫星导航定位系统中,北斗系统的建设急需破解产业困局。”总参测绘局局长袁树友少将表示。
  相当一部分人埋怨北斗系统的终端价格昂贵,而GPS终端物美价廉。事实上,GPS的终端之所以越来越便宜,就是因为用户数量不断上升推动GPS的产业化。
  “上世纪90年代中期,李嘉诚先生的儿子李泽楷先生专程从国外带过来送给我们GPS车载终端,索尼牌的,价格高得不得了,按当时的汇率计算,一台要5万元左右。按照现在的物价计算,我们能买多少台北斗啊?”沈荣骏说,“现在为什么GPS终端便宜了?用户多了嘛!现在全球的GPS用户数以亿计,我们北斗才多少的量啊?”
  用户数量和终端价格是一对矛盾,此长彼消,不光影响价格,还直接决定了终端机的大小和款式。随着用户的不断增加,北斗系统也有了手持机,接近手机大小。
  “从技术上来讲,其实还主要是产品化的问题。就像电器、手机那样,如果要做得很小、很精细,我们在工艺上还有差距。北斗的终端机要像GPS做的那么小,可能还有一个过程。”赵康宁说。
  业内人士的共识是,北斗的应用推广,需要政策和市场的双重努力。“政府应当加大政策支持力度,制定相关行业政策和产业标准。”孙家栋说。
  中国的北斗系统,是上世纪80年代才刚刚实施的航天工程。“特别是2003年,北斗一代系统正式开通服务以来,随着系统应用规模的不断扩大,渐渐需要在国家的层面,要有统一协调组织的机制和机构,以适应迅速发展的卫星导航定位产业。”沈荣骏院士很坦诚。
  “北斗系统最终要走向市场,”杨宝峰说,“我们要发射35颗卫星,投资600亿元,这么大的投入,是需要市场支撑的。”他认为,北斗系统的应用在国内市场应占到70%以上才算合理,而要达到这个目标并非易事,需付出巨大的努力。
  目前,GPS的ICD密码和接收技术向全世界公开,世界各地厂商随时可以制造GPS接收器,GPS不用投一分钱就可以迅速抢占市场。而北斗的ICD码未公开,厂商要生产接收机,必须到有关部门申请,这也就在一定程度上限制了用户的增加。多头监管带来的内耗,无疑也是体制之痛。
  但是,如果ICD密码公开,也可能导致国外厂家率先研发北斗终端机芯片,对刚刚起步的北斗系统民用开发厂商将是个不小的冲击。
  如何权衡此间的纠结与矛盾,是摆在北斗系统面前的一个挑战。这一挑战在2012年前后将显得尤为突出。
  随着北斗系统的不断扩大,这一庞大系统的管理工作也日渐繁重复杂。美、俄均成立了专门的高层机构,协调管理卫星导航定位与授时,由军方直接管理着卫星导航系统。美国GPS系统即由国家天基PNT执行委员会统一管理,该委员会由美国国防部和交通部共同主持,隶属于白宫,直接协调国务院、内务部、参谋长联席会议、商务部、国土安全部、国家航空航天局等部门。
  “我们也需要在国家层面,组建高于现有各个相关部门的机构,以适应迅速发展的卫星导航定位产业。”沈荣骏坦言。 ★本刊记者/彭辉 杨时

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35颗星600亿值得,关系国计民生的一定要上自己的北斗!
ssizz 发表于 2011-1-1 15:45 | 显示全部楼层
http://lt.cjdby.net/thread-1033387-2-2.html
按这里的说法
孙总说的今年到10颗是不是有可能不包括M1呢?如果他说的只包括可用的话。
依天长剑 发表于 2011-1-2 02:55 | 显示全部楼层
应该是2011年4月发射一颗I3,然后再发射2颗GSO,2012年再发射4颗中轨星。
tttt 发表于 2011-1-9 15:46 | 显示全部楼层
  进入承担北斗卫星研制工作的总体部大楼,大大小小标注着工作人员姓名的行李箱还摆放在走廊中,“这都是刚从发射基地拉回来的,事情太多,还没来得及收拾呢。”跟随李长江,本刊记者看到了即将在今明两年发射的多颗北斗导航卫星。

  三间数十米高的巨大厂房从西至东排列,在前两间厂房中,多颗北斗导航卫星一字排开,正在进行总装集成。而总装集成完毕的卫星,将在最东侧的一间车间内,接受包括模拟空间环境、噪声干扰等方面的测试。

  “北斗卫星的部件都是运往这里,进行总装集成并接受测试。现在7颗卫星上天以后,北斗系统可以说能用了。而那颗就是将在2011年4月发射的第三颗倾斜同步轨道(IGSO)卫星,它上天之后,北斗系统就可以形成全面的区域导航定位能力。”李长江指着一颗披着红色保护层的卫星说道。
  从“灯塔”到“北斗一号”

  “中国人关于利用人造卫星进行导航定位的设想其实并不比外国人晚,是与世界同步的。”李长江说:“美国的全球卫星定位系统(GPS)是在上世纪60年代开始起步的,而几乎在同一时段,中国空间技术研究院就开始了中国自己的卫星导航系统的设计,取名为‘灯塔’,但是由于文化大革命和国家财力等原因,工程下马。”

  “卫星导航系统是国家安全和经济社会发展不可或缺的信息基础设施,是大国地位和综合国力的重要标志。”李长江说,“世界各大国都高度重视发展自主的卫星导航系统。例如,美国不断提高GPS的精度和抗干扰、抗攻击、反利用能力,极力保持其霸主地位;俄罗斯克服经济困难,坚持全面恢复和自主控制格罗纳斯(GLONASS)系统;欧盟一直致力于建设独立的伽利略(GALILEO)系统;此外,在中国周边,印度、日本也在积极谋求建设独立自主的卫星导航系统。大家都认识到,要有自主的系统,这是不容质疑的。”

  在这场看不见硝烟的竞争中,中国人走出了一条自己的路。1983年,“两弹一星功勋奖章”获得者、中国科学院院士陈芳允创造性地提出了双星定位设计方案,即利用两颗地球静止轨道卫星,实现一个区域的导航定位。在这一设想的基础上,北斗一号双星定位系统开始了积极地立项论证。1994年,国务院和中央军委批准了这一双星定位系统立项报告,中国开始了自己的第一代卫星导航系统的研制建设。

  “2000年10月31日北斗一号01星发射,12月21日北斗一号02星发射。2003年5月25日又发射了北斗一号03星,作为系统的备份星。经过近3年的调试、测试和试运行,2003年12月15日,中国第一代卫星导航系统——北斗一号系统正式开通运行。”李长江介绍说,利用两颗地球静止轨道卫星实现区域导航定位属于世界首创,具有鲜明的中国特色,而且投资很少。

  “这一突破意义重大,这是继美国的GPS系统和俄罗斯的格罗纳斯系统之后,全球第三个建成并投入使用的卫星导航定位系统。正如北斗卫星导航系统工程总设计师孙家栋院士所说,我们实现了从无到有,解决了卫星导航系统的有无问题。”谢军说。

  北斗一号双星定位系统的突出特点是,构成系统的空间卫星数目少、用户终端设备简单、一切复杂性均集中于地面中心处理站,其主要功能包括:

  定位——快速确定用户所在地的地理位置,向用户及主管部门提供导航信息。

  通信——用户与用户、用户与中心控制系统间均可实现双向简短数字报文通信,就如同使用手机发短信一样,这是北斗一号系统独有的一项功能。目前,这项功能特别得到渔政、水文监测和森林防火部门的青睐,在抢险救灾中也发挥了巨大作用。事实上,普通百姓第一次听说“北斗”,大多是在2008年汶川抗震救灾期间。当时,在基础设备损坏,通信中断的情况下,救援部队紧急配备了1000多台“北斗一号”终端机,实现了各点位之间、点位与指挥部之间的直线联络,为抗震救灾发挥了重要作用。

  授时——中心控制系统定时播发授时信息,为定时用户提供延时修正值。这也是一项非常重要的功能。在军事领域,联合攻击之所以能够精确打击目标,是因为通过卫星定位和高精度授时对目标进行了多维锁定。在民用领域,例如电力部门,电力传输设备运行时间如果不同步,轻则运行设备失控,重则造成整个地区电网瘫痪。

  李长江告诉《瞭望》新闻周刊,目前,北斗一号系统已经得到成功运用。但北斗一号也有其缺陷:双星定位,只能为终端用户提供经度和纬度,无法提供高度数据;只能覆盖中国及其周边地区,不能覆盖两极地区,赤道附近定位精度差;无法在高速移动的平台上使用,用户无法保持无线电静默,因而不能满足高动态和保密的军事用户要求;用户数量受一定限制。而且北斗一号卫星寿命为8年,其中北斗01星、北斗02星寿命即将到期,因此发射新一代北斗卫星势在必行。

  北斗升级覆盖全球

  “第一代卫星导航系统在我国卫星导航系统建设中是一个起步阶段,可以说是用很少的资金投入,打破了国外卫星导航领域的垄断,填补了我国卫星导航领域的空白。但是由于本身原理上的限制,只能是一个区域卫星导航定位系统,无法发展成像GPS那样的全球卫星系统。所以在第一代导航系统建设的同时,中国也同时开始了第二代卫星导航系统的建设论证。”李长江介绍道:“从1997年底开始起步,经过充分、周密的论证,2004年9月,第二代导航系统——北斗卫星导航系统建设被批准实施。”

  “我们的策略是‘解决急需,兼顾长远;先区域,后全球’”。谢军说,因此,第二代系统的建设分为几步走:首先,完成一期工程,建成区域卫星导航系统。在我国重点地区提供基本的导航、定位、授时服务,满足急需。同时为应用开发全球系统建设奠定基础。

  “这一阶段,对于我们搞卫星系统的来说,就是要在2012年把区域系统的卫星全部发射上天,其中包括地球静止轨道(GEO)卫星、倾斜同步轨道(IGSO)卫星、中圆轨道(MEO)卫星。到目前为止,我们已经发射了7颗北斗导航卫星。2011年将发射4颗,2012年发射5颗。按照规划,当2011年4月第三颗倾斜同步轨道(IGSO)卫星发射后,北斗系统就已经可以形成区域导航定位能力。当2012年完成所有区域系统卫星发射后,一是我们的区域导航将更加稳固,可靠性稳健性将更强。卫星更多,自然可提供更快更准的服务。二是在全球轨道上部署了我们的导航卫星,占有全球卫星导航频率资源。”

  对于这一点,谢军解释说:“首先,卫星上天需要轨道位置,就好比停车要有个停车位;其次,系统运行需要频率资源。而这两样,现在都是资源紧张,争夺激烈。比如说,导航卫星的频率资源大部分被美国的GPS占有,俄罗斯的格罗纳斯也占了一部分,中国和欧盟就只能见缝插针,因此北斗系统和伽利略系统计划使用的频率互有重叠。在这种情况下,谁先使用这个频率谁就占据了这个频率资源。”

  其次,在2015年前,完成全球系统建设的在轨飞行技术试验工作,全面解决二期工程的关键技术。

  之后,2020年前,完成二期工程,建成与国外先进卫星导航系统技术服务相当的全球卫星导航系统。到时,北斗系统的空间段将由30多颗不同轨道类型的卫星组成。据了解,目前二期工程的建设工作已经启动。

  对于北斗系统具有的特点和优势,李长江分析说,在一期工程完成之后,第一,北斗导航系统可以提供导航定位服务,其精度可以达到重点地区水平10米,高程10米,其他大部分地区水平20米,高程20米;测速精度优于0.2米/秒。这和美国GPS的水平是差不多的。

  第二,授时服务。授时精度可达到单向优于50纳秒,双向优于10纳秒。

  第三,短报文通信服务。这一功能能够保证在我国及周边地区具备每次120个汉字的短信息交换能力。“一代系统的用户不少,用得也很好,我们不能建设了二代系统,一代就废了。所以,我们要做到二代兼有一代的功能,也有短报文通信能力。”

  第四,具备一定的保密、抗干扰和抗摧毁能力;系统的导航定位用户容量不再受到限制,并且保证用户设备的体积小、质量轻、功耗低,满足手持、机载、星载、弹载等各种载体需要。

  在二期工程完成之后,北斗导航系统服务范围将由我国及周边地区向全球扩展,导航定位精度将提高,全球区域达到水平5米,高程8米。此外,系统安全性能将进一步提高,短报文通信性能也将得到进一步改善。

  李长江说:“系统建成后,最重要的当然是应用了。在民用领域,我估计2012年完成区域系统的卫星发射后,到2013年,老百姓就可以开始使用北斗系统。目前,在建的北斗卫星导航系统除空间段卫星系统、地面运控系统外,用户应用系统也在大力建设之中。我国已经把北斗系统用户终端机的开发作为推广应用的重要内容,不少国内厂商都在积极研制基于北斗系统的轻便、实用的用户终端设备。”

  孙家栋院士撰文指出,在与国外导航系统竞争的情况下,在较短时间内完成北斗在国家经济安全领域的推广应用和在大众市场的迅速扩展,还面临不少挑战:

  首先就是必须拥有核心自主知识产权的接收机芯片——自主知识产权的挑战是不言而喻的。目前,在卫星导航芯片这一核心技术领域,我国的专利还寥寥无几,而国外厂商仅基带芯片已拥有2000多项专利。我们完全有理由担忧,在不远的将来,会不会出现又一个“有机无芯”的产业。解决这一问题,十分紧迫,需要创造更好的机制,鼓励在基础研究、产品开发等方面自主创新,掌握核心技术,保护自主知识产权,提高核心竞争力。

  其次,必须提出有竞争力的应用解决方案和规模推广策略——目前,GPS已占据我国卫星导航应用绝大部分市场,在这种情况下,北斗系统产业化面临巨大挑战。我国拥有全球卫星导航应用的最大市场,紧紧抓住应用的基础市场,充分发挥北斗服务特色,创造性地提出应用解决方案和规模化推广策略,是北斗系统应用推广和产业化的关键。

  关键技术多项突破

  多个卫星导航系统的竞争,将是一场世界大赛,领先者将占据主导,落后者将被边缘化。这并非危言耸听,而是卫星导航系统全球化竞争下的残酷现实。孙家栋院士指出,各卫星导航系统间的竞争,其实质还是技术上的角力,系统性能是竞争的核心。

  北斗系统的卫星研制工作,便实现了多项关键技术突破。

  李长江说:“首先,也是最基本的,就是实现了卫星在轨稳定运行。如果卫星运行不稳定,那就什么也干不了了。”

  其次,自主研制了高精度星载原子钟。“卫星导航要想达到定位准、精度高,最关键的就是时间必须精确、必须稳定,要有高精度星地时间比对。这就需要依靠核心的设备原子频标,也就是俗称的原子钟。目前,我们自主研制的星载铷钟已经在轨运行了3年,它的稳定度、准确度已经接近国际先进水平。”谢军说:“最初,我们还是想从国外引进原子钟,但是后来发现,人家对我们还是存有戒心,是不会把最好的东西给咱们的,还得靠自己。这项技术突破是集全国之力实现的,参与的单位包括北京大学、中科院、中国航天科技集团等多个部门,参与的人包括空间物理、空间无线电等多个领域的专家,大家共同把原子钟做了出来。但我们也得看到,与国外系统的高精度星载原子钟相比,国产铷钟在可靠性、长寿命等指标上还有差距,星载氢钟和铯钟还是空白,这需要我们继续努力。”

  再有,导航信号体制是卫星导航系统最重要的技术体制,直接影响系统精度、抗干扰能力和兼容互操作,并最终影响到用户使用。北斗系统在信号设计上立足于“用户好用”,解决了多项关键技术,实现了为用户提供良好服务的导航信号的集成、处理、传输的要求。

  同时,卫星高效率、短时间组批生产能力取得了很大突破。“一个国家在一年内打一颗卫星很容易,在短期内打很多颗卫星,要做很多基础性的工作,突破一些设计上、生产上的难点。”谢军坦言:“就是在上述四方面,导航卫星取得了一些进步,突破了一些技术难题。”□
naugty 发表于 2011-1-10 13:01 | 显示全部楼层
本帖最后由 naugty 于 2011-1-10 13:21 编辑
  在二期工程完成之后,北斗导航系统服务范围将由我国及周边地区向全球扩展,导航定位精度将提高,全球区域达到水平5米,高程8米。此外,系统安全性能将进一步提高,短报文通信性能也将得到进一步改善。
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  其次,自主研制了高精度星载原子钟。“卫星导航要想达到定位准、精度高,最关键的就是时间必须精确、必须稳定,要有高精度星地时间比对。这就需要依靠核心的设备原子频标,也就是俗称的原子钟。目前,我们自主研制的星载铷钟已经在轨运行了3年,它的稳定度、准确度已经接近国际先进水平。”谢军说:“最初,我们还是想从国外引进原子钟,但是后来发现,人家对我们还是存有戒心,是不会把最好的东西给咱们的,还得靠自己。这项技术突破是集全国之力实现的,参与的单位包括北京大学、中科院、中国航天科技集团等多个部门,参与的人包括空间物理、空间无线电等多个领域的专家,大家共同把原子钟做了出来。但我们也得看到,与国外系统的高精度星载原子钟相比,国产铷钟在可靠性、长寿命等指标上还有差距,星载氢钟和铯钟还是空白,这需要我们继续努力。”

  □tttt 发表于 2011-1-9 15:46



   35颗卫星组网完成后水平精度5m,高程8m已经很不错了,达到目前GPS水平。

   这里说的国产铷钟应该就是M1的载荷,不知道目前情况如何;目前发射的正式组网卫星用国产的还是进口铷钟?个人认为是进口铷钟可能性大,毕竟国产的可靠性验证还没做完
依天长剑 发表于 2011-1-10 15:21 | 显示全部楼层
专家们一人一个说法,粉丝们自己分析吧。
naugty 发表于 2011-1-11 11:29 | 显示全部楼层
北京青年报:北斗精度不输GPS! 2020年将覆盖全球

【据1月11日《北京青年报》报道】我国建设的北斗导航的定位精度与GPS相当,但比GPS多了一种重要功能,就是我们有双向通讯的功能,而国外的导航是单向的。
    2020年,北斗导航系统成为一个向全球提供服务的卫星导航系统
  2010年12月18日4时20分,中国在西昌卫星发射中心用“长征三号丙”运载火箭,将第7颗北斗导航卫星成功送入太空预定轨道。按规划,2012年左右,北斗卫星导航系统将首先提供亚太地区的全覆盖定位、授时等服务,到了2020年左右就可覆盖全球。这标志着中国北斗卫星导航系统卫星组网正按计划稳步推进。
  提起卫星导航系统,人们就会想到它在海湾战争中的显赫战绩。当时,由于阿拉伯半岛的茫茫沙海上没有任何地形可以作为参照,因此多国部队的每一种战术操作几乎都离不开卫星导航系统的引导,也正是得益于卫星导航的帮助,在短短的42天时间内,多国部队就战胜了伊拉克军队,解放了科威特。
  现在卫星导航,不仅仅体现在重大的军事价值上,手机定位、车载GPS,它的民用价值也在日益彰显,各国也都在实施部署自己的导航定位系统。约在40年前,美国军方开始了被称作“全球定位系统”(GPS)的研制。1976年,俄罗斯开始了名为“格洛纳斯”项目(GLONASS)的全球卫星导航系统研发。1999年,欧洲也有了伽利略卫星定位系统(Galileo)。而中国也不甘落后,从上世纪80年代末开始,研制起自己的“GPS”,并被命名为“北斗”计划。
  时至今日,北斗系统已经成功发射了7颗卫星,梦想也在逐渐丰满壮大。根据当前的计划,北斗系统预计到2012年共发射12颗工作卫星,完成服务范围覆盖亚太地区的目标;到了2020年,北斗将发射5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星,成为一个向全球提供服务的卫星导航系统。
    如果国外封闭了GPS导航系统,那我们无异于“盲人摸象”
  “这个目标是根据我国的实际情况提出来的,我国实施北斗导航系统是由于本国的需要,从技术领域上来说,卫星导航是一项重要的组成部分,需要我们不断摸索。另外,我国不能总是依赖国外的GPS,如果国外封闭了GPS导航系统,那我们无异于‘盲人摸象’。还有,卫星导航定位有着很大的经济价值,因此我国拥有自己的卫星定位系统是非常必要的。在最开始,我国的资金还很薄弱,所以采取的是双星定位,利用两颗经度上相距60°的地球静止轨道卫星(分别定点于东经80°和140°)对用户双向测距,实现卫星定位的基本功能,但这只是区域性卫星定位,后来,随着我国经济和技术实力的不断增强,我国决定在2020年形成覆盖全球的卫星导航系统。”中国全球定位系统技术应用协会咨询中心主任曹冲研究员告诉《北京科技报》。
  据北斗导航系统一位不愿意透露姓名的专家解释,每个国家的导航系统都不一样,他们自行选择发射多少卫星,在哪些轨道上,从而形成了自己的定位系统。各国全球定位系统的不同之处也就在于在轨道上发射卫星数量的不同。比如美国的GPS系统是在距离我们头顶上空约2万公里处的中地球轨道部署了24颗卫星,而我们在设计北斗导航的时候也曾经有过很多的方案。最后经过专家论证,选择了目前的这个方案,也就是有5颗赤道同步卫星,这些属于静止轨道卫星,还有30颗非静止轨道卫星。在这30颗卫星中,又分为倾斜同步轨道卫星,即这些卫星是与太阳同步的;还有中圆轨道卫星,即它是围着地球转的。有了这样的卫星部署,就可以实现覆盖我国和周边地区的定位了。
    在北京奥运会和上海世博会期间,北斗系统也发挥了重要作用
  除了要向轨道发射卫星以外,北斗系统还需要完备的硬件装备。中国空间技术研究院研究员庞之浩说:“北斗系统由空间段、地面段和用户段3部分组成。所谓的空间段指的就是距离地面2万公里左右的太空上的空间卫星分布,一般是由24~30颗卫星组成,依据其结构设计分布在3个或6个轨道平面上,相邻轨道间的夹角必须相同。为保证系统的连续运行,一般在每个轨道上还部署一颗备份卫星,一旦有卫星发生故障,就可以立即替代‘上岗’。”
  庞之浩认为,目前我国已经发射的7颗卫星还不能够为用户提供实现全方位的定位服务,等到2012年发射12颗工作卫星,完成覆盖亚太地区的目标,就可以实现亚太地区的定位功能。但我国现有的北斗卫星导航试验系统已应用于交通运输、减灾救灾和公共安全等诸多领域,在北京奥运会和上海世博会期间,北斗系统也发挥了重要作用。例如:在奥运圣火境内传递活动中,北斗卫星导航试验系统被用于奥运圣火接力车队的车载监控,包括实时掌握火炬接力车队运行情况、现场调度和指挥控制等功能。在上海世博会期间,装有北斗卫星接收模块的远程监控车载系统,安装在了300多辆新能源汽车上,这些远程监控车载系统具有实时状态监控、车辆故障诊断、车辆定位及车辆管理、调度、应急服务等功能。
  北斗导航的定位精度与GPS相当,同时具备双向通讯的功能
  曹冲告诉记者,我国建设的北斗导航的定位精度与GPS相当,但比GPS多了一种重要功能,就是我们有双向通讯的功能,而国外的导航是单向的,只能广播,而我国却可以把信号传回来,就相当于我们能够收发短信,发送短报文,可国外就只能提供定位、授时服务,这是我们明显的优势。另外,我们在进行北斗卫星的定位系统的研制时,保留了它的兼容性,这样我国的北斗定位与美国的GPS定位组合在一起,在设计芯片的时候它可以同时接收两个卫星,这样更能保证定位服务的效果,使用户在将来使用的时候也会更加方便。
  等我国的北斗导航系统实施全球覆盖以后,用户可以在全球任何一个角度进行全方位定位,除了能够在飞机、轮船、车辆上使用以外,北斗导航还可以应用到国民经济的各个领域,比如科学研究、商业化利用等。
  曹冲提醒,从目前阶段来说,要想实现2020年的全球定位系统,我国还有很多关键的技术需要实施,比如原子钟、轨道确定、北斗导航芯片、如何在大的区域实施卫星系统建站、进行卫星布设等,这些都是完善整个系统的关键步骤。(李金金)
  来源:《北京青年报》
naugty 发表于 2011-3-1 19:30 | 显示全部楼层
中国将在2020年前建立全球导航系统  
2011年03月01日 17:02:56  来源: 新华网 【字号 大小】【收藏】【打印】【关闭】  

  新华网北京3月1日电(记者任沁沁 罗沙)中国将在2020年前建立全球导航系统。全国政协委员、中国空间技术专家戚发轫1日接受新华社记者专访时说,导航定位卫星对一个国家经济建设、国防建设至关重要。伴随全球化的趋势蔓延,通讯导航对于生产建设和国土安全的作用日益明显。

  导航卫星有两种,一种是区域性的,一种是全球性的,在中国就是北斗一号和北斗二号。戚发轫向新华社记者介绍了中国建成完善全球导航系统的“三步走”计划。

  第一步即区域性导航系统,已由北斗一号卫星定位系统完成,这是中国自主研发,利用地球同步卫星为用户提供全天候、覆盖中国和周边地区的卫星定位系统。中国先后在2000年10月31日、2000年12月21日和2003年5月25日发射了3颗“北斗”静止轨道试验导航卫星,组成了“北斗”区域卫星导航系统。

  北斗一号卫星在汶川地震发生后发挥了重要作用。戚发轫说,在震后通讯中断的情况下,携带北斗一号系统接收机的救援部队,按指定时间到达了灾区,成为震后初期灾区和外界联系的唯一途径。

  “但区域性导航目前已满足不了现实需求。正在发展壮大的中国需要建立一个全球定位导航系统,以顺应科学发展形势。”戚发轫说,北斗二号全球卫星定位系统应运而生,将由第二步和第三步共同完成。

  第二步,即在“十二五”前期完成发射12颗到14颗卫星任务,组成区域性、可以自主导航的定位系统;第三步,即在2020年前,有30多颗卫星覆盖全球。

  北斗二号卫星导航系统将克服北斗一号系统存在的缺点,解决覆盖区域局限的问题,并将具有其他多种用途如快速定位、短报文通信、精密授时等。戚发轫说,北斗二号将为中国及周边地区的军民用户提供陆、海、空导航定位服务,促进卫星定位、导航、授时服务功能的应用,为航天用户提供定位和轨道测定手段,满足导航定位信息交换的需要等。

  他用通俗易懂的语言介绍说:“北斗二号相当于国产GPS,只要美国GPS应用的地方,北斗二号就能应用。”科学家可以之监测地壳的微小移动从而帮助预报地震;测绘人员可以之确定地面边界;司机在迷路时可以之辨清方向;军队可以之保证前进路线的准确等。

  在中国市场上,目前全球卫星定位系统的民用最集中体现在车载导航仪器上,美国GPS车载导航仪器占据了中国主要市场。戚发轫认为,国产GPS即北斗二号投入使用后,将和美国GPS形成竞争,对于普通消费者而言有利无弊,中国北斗二号车载导航仪将兼容GPS。

  “建成全球导航系统意义重大,它将为中国导航定位和授时提供可靠保证,全世界也可以利用中国的这一系统。”戚发轫告诉新华社记者,中国发展导航定位,是国家能力的体现,也将增强中国信息利用能力,形成卫星应用产业,发展成为战略性新兴产业,进入市场,真正服务老百姓的生活。

  戚发轫是中国工程院院士、国际宇航科学院院士,曾担任中国载人航天工程载人飞船系统总设计师。
sarchiel 发表于 2011-3-7 22:59 | 显示全部楼层
600亿可不是小数目,一定得挣回来才行

35颗星600亿值得,关系国计民生的一定要上自己的北斗!
(声明:刊用《中国 ...
naugty 发表于 2010-12-30 16:42
zi_exnium 发表于 2011-3-7 23:39 | 显示全部楼层
无知求问,北斗(2)系统的短报文通信能力是否能用于实现巡航(弹道)导弹的(准)实时目标位置装订,航路规划等要求?
cmj9808 发表于 2011-3-7 23:53 | 显示全部楼层
无知求问,北斗(2)系统的短报文通信能力是否能用于实现巡航(弹道)导弹的(准)实时目标位置装订,航路规 ...
zi_exnium 发表于 2011-3-7 23:39


每枚战斧导弹的任务装定约需250kb,不知北斗2代的短消息功能的带宽是多少?

PS:使用北斗而非军用通讯卫星的理由是?
zi_exnium 发表于 2011-3-8 10:04 | 显示全部楼层
回复 101# cmj9808


我是小白 ,我不知道兔鳖国还有能执行这种任务的通讯卫星?是烽火咩?好像那种通讯需要用抛物面天线吧?能装在导弹上咩?
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