伽利略導(dǎo)航系統(tǒng)到底哪里亂了套?


從昨天晚上開始,歐洲的伽利略衛(wèi)星系統(tǒng)就被告知完全亂了套。其現(xiàn)有的24顆衛(wèi)星,完全無法為用戶提供準(zhǔn)確的坐標(biāo)定位和海拔定位。也就是說這個(gè)系統(tǒng)已經(jīng)處于完全罷工的狀態(tài)。有人說其24顆衛(wèi)星全部掛了,瀚海狼山認(rèn)為也不完全對,畢竟這24顆伽利略衛(wèi)星,既沒有全部墜落,也沒有在太空失效成為太空垃圾。因此目前的狀況,等于是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的主服務(wù)器和分布的節(jié)點(diǎn)全部崩潰,完全無法提供服務(wù)而已。從理論上講仍然有被修復(fù)的可能性,但是到現(xiàn)在也沒能修復(fù)。那么問題就真的不一般了?,F(xiàn)在公開的說法,是這個(gè)衛(wèi)星系統(tǒng)的廣播星歷出了大問題,或者說完全崩潰了。那么什么是廣播星歷?其實(shí)包括北斗、GPS等所有的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)都有衛(wèi)星星歷。衛(wèi)星星歷分為預(yù)報(bào)星歷和后處理星歷。預(yù)報(bào)星歷又稱廣播星歷。后處理星歷也叫精密星歷。
不過這些專業(yè)的術(shù)語,仍然看了讓人糊涂,因?yàn)樘珜I(yè)。狼山就做個(gè)比喻來解釋一下,解釋的不一定非常貼切。也就是幫助理解。衛(wèi)星導(dǎo)航說到底就是天上一大群衛(wèi)星,一般有幾十顆,圍繞地球組成一個(gè)網(wǎng)絡(luò),或者說是星座。通過和地球表面或者距離表面不遠(yuǎn)的空中飛機(jī)的衛(wèi)星導(dǎo)航終端,也就是大量的無線電收發(fā)系統(tǒng)。組成天地之間的信號聯(lián)系。早年的美國GPS 終端只能被動接收衛(wèi)星下傳的信號;而我們的北斗既可以接收信號也可以發(fā)射上傳信號,因此可以收發(fā)信息,更加主動。新一代的GPS也在學(xué)習(xí)北斗的主動發(fā)送信號的能力。而天上的衛(wèi)星之所以能給地面的終端導(dǎo)航,就在于其根據(jù)三角定位原理,通過天上同時(shí)出現(xiàn)的至少3顆導(dǎo)航衛(wèi)星,根據(jù)終端接收信號的差分來定位終端的坐標(biāo)、高度和速度矢量。要保證在地面上同時(shí)有不少于3顆導(dǎo)航衛(wèi)星在地平線以上。那么全球?qū)Ш叫l(wèi)星的軌道高度就不能太低。

太低了就需要發(fā)射更多的導(dǎo)航衛(wèi)星,這樣成本受不了。因?yàn)樾l(wèi)星最多也就是十來年的壽命,在軌時(shí)間過長了,就會失效和軌道不準(zhǔn)。這樣就需要不斷的發(fā)射新衛(wèi)星補(bǔ)充。維護(hù)全球?qū)Ш降某杀揪薮螅@也是格洛納斯等衛(wèi)星導(dǎo)航反倒越來越倒退的原因,因?yàn)闆]錢定期補(bǔ)充新衛(wèi)星。一般全球?qū)Ш叫l(wèi)星的高度最低也在1.5萬公里以上,其中還有在3.6萬公里固定軌道上的衛(wèi)星。衛(wèi)星系統(tǒng)要精確導(dǎo)航。首先所有導(dǎo)航衛(wèi)星,要準(zhǔn)確的知道自己在什么位置、什么速度。才能給地面上的無數(shù)終端指明他們的坐標(biāo)、海拔和速度矢量。而導(dǎo)航衛(wèi)星自身的速度、高度、位置、和矢量,簡單的說就是衛(wèi)星的星歷。就像一個(gè)人給別人指路,如果他自己都搞不清自己的位置和方向定位。那么又如何給他人指路呢?現(xiàn)在的24顆伽利略導(dǎo)航衛(wèi)星,就是突然集體糊涂了。屬于突然出現(xiàn)了:我是誰?我在哪里?我現(xiàn)在在干什么?這類系列疑問。這么搞笑的瞬間記憶和方位感丟失,24位太空“引路人”都突然不知道了東西南北。整個(gè)導(dǎo)航系統(tǒng)自然全面崩潰。
伽利略24顆衛(wèi)星突然集體迷失了方位感。狼山分析有兩大原因:第一,是整個(gè)系統(tǒng)的軟件有巨大的BUG,因?yàn)槭状谓M網(wǎng)后的巨大信息量的堵塞而造成系統(tǒng)全面崩潰。如果是這個(gè)問題,那么還是可以搶救一下的。大不了整個(gè)系統(tǒng)格式化后再重新啟動,可能需要幾周才能恢復(fù)?,F(xiàn)在看來問題并沒那么簡單。

更大的問題,很可能是系統(tǒng)采用的原子鐘,本身就不準(zhǔn)。就像有人用一塊嚴(yán)重不準(zhǔn)的手表來規(guī)劃日常作息,那么趕不上地鐵、上班遲到、吃不上熱飯都屬于正?!,F(xiàn)在伽利略系統(tǒng)。若是安裝在已經(jīng)上天的24顆衛(wèi)星上的原子鐘全部或者大部分不準(zhǔn),那么整個(gè)系統(tǒng)就全報(bào)廢了,幾百億投資要打水漂,因?yàn)楦緹o法維修。目前看來,原子鐘不準(zhǔn)的破壞性遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于軟件崩潰?,F(xiàn)在的歐洲人,在原子鐘這種基礎(chǔ)性的技術(shù)上二把刀,就敢發(fā)射這么多的衛(wèi)星搶進(jìn)度,只能說不知深淺,落這么個(gè)結(jié)果也純屬正常。說到原子鐘不準(zhǔn),估計(jì)三哥心里會咯噔一下,因?yàn)樗业男l(wèi)星導(dǎo)航,也是買的歐洲人的原裝原子鐘。