【文/ 觀察者網(wǎng)專欄作者 石豪】

從北京時(shí)間2019年7月10日起，歐洲伽利略衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)開始出現(xiàn)數(shù)據(jù)中斷等異常情況。

7月11日22時(shí)45分，歐洲GNSS服務(wù)中心發(fā)布公告，稱伽利略系統(tǒng)所有衛(wèi)星“服務(wù)降級(jí)”，導(dǎo)航信號(hào)可能不可用，正在盡快修復(fù)。

而就在7月14日凌晨4時(shí)15分，歐洲GNSS服務(wù)中心再次發(fā)布公告，宣布“用戶服務(wù)中斷”。

四大全球?qū)Ш较到y(tǒng)之一的伽利略，陷入全面“拉閘”狀態(tài)。

罕見的故障

自1978年美國發(fā)射第一顆GPS衛(wèi)星以來，人類對(duì)全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSS, Global Navigation Satellite System）的建設(shè)已經(jīng)超過40年，形成了美國GPS、俄羅斯GLONASS、中國北斗和歐洲伽利略四大系統(tǒng)。雖然各系統(tǒng)的發(fā)展都不是一帆風(fēng)順，單星故障、服務(wù)不穩(wěn)定等小毛病不算少，但像伽利略系統(tǒng)這次的全局服務(wù)中斷故障，著實(shí)罕見。

四大全球?qū)Ш较到y(tǒng)的實(shí)時(shí)星下點(diǎn)位置，其中已無代表伽利略的綠色圓點(diǎn) | 圖片來源@國際GNSS監(jiān)測(cè)評(píng)估系統(tǒng)

伽利略系統(tǒng)衛(wèi)星工作狀態(tài)，可見已全部掉線 |圖片來源@國際GNSS監(jiān)測(cè)評(píng)估系統(tǒng)

其實(shí)，從7月10日開始，由我國建設(shè)運(yùn)行的國際GNSS監(jiān)測(cè)評(píng)估系統(tǒng)（iGMAS）就已經(jīng)記錄到伽利略系統(tǒng)的信號(hào)異常：

7月10日伽利略系統(tǒng)衛(wèi)星工作狀態(tài)|圖片來源@國際GNSS監(jiān)測(cè)評(píng)估系統(tǒng)

7月11日伽利略系統(tǒng)衛(wèi)星工作狀態(tài)|圖片來源@國際GNSS監(jiān)測(cè)評(píng)估系統(tǒng)

從10日和11日的衛(wèi)星工作狀態(tài)圖中我們不難發(fā)現(xiàn)，伽利略系統(tǒng)中的所有衛(wèi)星都出現(xiàn)了步調(diào)一致的“掉線”，如果是衛(wèi)星自身的問題，一般不會(huì)多顆星同時(shí)出現(xiàn)故障，并且故障發(fā)生時(shí)間完全一致，因此初步判斷問題出在地面系統(tǒng)。

根據(jù)慕尼黑聯(lián)邦國防軍大學(xué)退休教授、前歐空局GNSS發(fā)展計(jì)劃負(fù)責(zé)人Günter W. Hein的說法，伽利略系統(tǒng)的故障是由位于意大利富齊諾控制中心的精密定時(shí)裝置（PTF, Precise Timing Facility）引起的。

和其他全球定位系統(tǒng)一樣，伽利略系統(tǒng)也由衛(wèi)星和地面設(shè)備組成，建成后的伽利略系統(tǒng)將有30顆衛(wèi)星在距地面2.3萬千米的三個(gè)軌道面上運(yùn)行。

伽利略系統(tǒng)星座示意圖 | 圖片來源@ESA

地面部分則由2個(gè)地面控制中心、6個(gè)測(cè)控站和多個(gè)數(shù)據(jù)上傳站等組成，這次出現(xiàn)問題的精密定時(shí)裝置就是屬于富齊諾控制中心的地面任務(wù)段。

精密定時(shí)裝置的核心是一個(gè)氫原子鐘和多個(gè)銫鐘，能夠生成高精度、高穩(wěn)定度的時(shí)間數(shù)據(jù)（伽利略系統(tǒng)時(shí)間GST），能夠?qū)π巧蠒r(shí)鐘進(jìn)行校準(zhǔn)，以實(shí)現(xiàn)高精度定位。

精密定時(shí)裝置（PTF）框圖 | 圖片來源@參考文獻(xiàn)[2]