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北斗三号全球短报文助力空间科学探测
发布时间：
2025-01-07 14:49
来源：
中国科学院高能物理研究所网站
作为国家重要的空间基础设施，北斗系统已广泛应用于各行各业。相比其他卫星导航系统，北斗系统有着自己的“独门绝技”：那就是短报文通信。应用北斗短报文通信功能，即便是在通讯中断、电力中断的紧急情况下，可以使用卫星信号传输信息，实现通信和定位。北斗短报文功能已长期应用于防灾救灾、体育赛事、电网监管等多个领域。随着北斗三号全球卫星导航系统的建成开通，其提供的全球短报文通信服务领域再创先河……不久前，中国的天文学家们就收到了北斗三号全球卫星导航系统发来的“宇宙信息急件”。
北京时间2021年1月20日15时11分52秒，北斗三号全球卫星导航系统“准实时”将GECAM卫星探测到的伽马射线暴观测警报下传至其科学运行中心，揭开了北斗三号系统全球短报文服务应用于空间科学与宇宙探测的序幕。
通常情况下，卫星上探测得到的天文现象和天文数据，只有通过地面的接收天线下传到地面后，地面人员才能进一步分析处理，需耗时几个小时甚至更久，而神秘的天文信号往往转瞬即逝，这样滞后的操作，有可能会丧失科学发现的机会。
GECAM卫星应用北斗三号系统全球短报文通信功能传递信号
引力波暴高能电磁对应体全天监测器（“怀柔一号”极目望远镜，简称GECAM）作为北斗三号系统全球短报文服务的首个卫星试验用户，是我国首个具有即时下行观测数据能力的空间天文望远镜。GECAM卫星包含两颗微小卫星，它们上天后逐渐分开，分别处于地球的两端，可以全天候无死角地监测整个天区，很好地捕捉宇宙中稍纵即逝的光，即引力波高能电磁对应体事件。
通过应用北斗系统短报文通信功能，GECAM的两颗卫星不管谁接收到信号，都会立即通知就近的北斗卫星，信号会迅速接力到离地面站最近的卫星发布，这大大加速了太空中天文观测数据的传递。从卫星探测到信号到科学家接收到数据仅仅需要不到1分钟的时间，这就为我们探测这些信号以及引导全球后随观测赢得了宝贵的时间。
GECAM卫星发射至今仅仅2个月的时间，还处于在轨测试阶段，已经通过北斗三号系统全球短报文通信功能向地面发送了12个伽马射线暴、9个磁星爆发，以及多个其他类型的天体活动的信息，平均延时只有20秒左右，并发布了10个GCN（Gamma-ray Burst Coordinates Network，GCN，国际伽马暴协调网络）通告和1个Atel（The Astronomer's Telegram，天文快报）通告。GCN和Atel都是天文学家常用的信息发布网络，用于向全球共享天体活动信息，引导随后观测。这是人类第一次使用导航卫星传递宇宙中的神秘信号，开启了北斗系统服务于空间科学研究的新时代。
GECAM的成功，表明北斗三号系统全球短报文服务在空间科学中具有广阔的应用前景。据悉，我国正在研制的爱因斯坦探针（EP）卫星、增强型X射线时变与偏振（eXTP）空间天文台等也计划利用北斗三号系统的全球短报文功能，以便快速向国内外天文学家发布有关宇宙天体爆发活动的关键信息，引导其他设备开展后随观测。未来，随着北斗短报文通信服务能力的进一步提升，北斗系统将会在探索宇宙中发挥更加重要的作用。
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