石豪：伽利略系统“拉闸”，也许要从缺少这个技术说起

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石豪：伽利略系统“拉闸”，也许要从缺少这个技术说起
- 石豪科研工作者、航空航天观察者
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2019-07-15 07:53:09 字号：A- A A+ 来源：观察者网

关键字: 伽利略掉线伽利略宕机伽利略故障北斗星间链路

【文/ 观察者网专栏作者石豪】

从北京时间2019年7月10日起，欧洲伽利略卫星导航系统开始出现数据中断等异常情况。

7月11日22时45分，欧洲GNSS服务中心发布公告，称伽利略系统所有卫星“服务降级”，导航信号可能不可用，正在尽快修复。

而就在7月14日凌晨4时15分，欧洲GNSS服务中心再次发布公告，宣布“用户服务中断”。

四大全球导航系统之一的伽利略，陷入全面“拉闸”状态。

罕见的故障

自1978年美国发射第一颗GPS卫星以来，人类对全球导航卫星系统（GNSS, Global Navigation Satellite System）的建设已经超过40年，形成了美国GPS、俄罗斯GLONASS、中国北斗和欧洲伽利略四大系统。虽然各系统的发展都不是一帆风顺，单星故障、服务不稳定等小毛病不算少，但像伽利略系统这次的全局服务中断故障，着实罕见。

四大全球导航系统的实时星下点位置，其中已无代表伽利略的绿色圆点 | 图片来源@国际GNSS监测评估系统

伽利略系统卫星工作状态，可见已全部掉线 |图片来源@国际GNSS监测评估系统

其实，从7月10日开始，由我国建设运行的国际GNSS监测评估系统（iGMAS）就已经记录到伽利略系统的信号异常：

7月10日伽利略系统卫星工作状态|图片来源@国际GNSS监测评估系统

7月11日伽利略系统卫星工作状态|图片来源@国际GNSS监测评估系统

从10日和11日的卫星工作状态图中我们不难发现，伽利略系统中的所有卫星都出现了步调一致的“掉线”，如果是卫星自身的问题，一般不会多颗星同时出现故障，并且故障发生时间完全一致，因此初步判断问题出在地面系统。

根据慕尼黑联邦国防军大学退休教授、前欧空局GNSS发展计划负责人Günter W. Hein的说法，伽利略系统的故障是由位于意大利富齐诺控制中心的精密定时装置（PTF, Precise Timing Facility）引起的。

和其他全球定位系统一样，伽利略系统也由卫星和地面设备组成，建成后的伽利略系统将有30颗卫星在距地面2.3万千米的三个轨道面上运行。

伽利略系统星座示意图 | 图片来源@ESA

地面部分则由2个地面控制中心、6个测控站和多个数据上传站等组成，这次出现问题的精密定时装置就是属于富齐诺控制中心的地面任务段。

精密定时装置的核心是一个氢原子钟和多个铯钟，能够生成高精度、高稳定度的时间数据（伽利略系统时间GST），能够对星上时钟进行校准，以实现高精度定位。

精密定时装置（PTF）框图 | 图片来源@参考文献[2]

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标签伽利略北斗卫星卫星导航系统
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