為此，楊俊帶領空間儀器團隊加強基礎研究，首創了多種軌道星座自主定軌協同測量理論與方法，構建了星座動態適應、開放互聯、無中心彈性的測量通信融合網絡，實現了星載實時高精度短弧段動力學雙模自主定軌與時間同步，顯著提升了全球定軌觀測幾何因子，高效承載了星間動態時敏信息網絡傳輸，定軌和鐘差精度均提高了50%以上，與其他GNSS相比整網平均傳輸時延至少降低5倍，信息傳輸速率提高了10倍以上。

“基于這些創新研究，北斗的星間鏈路能夠知道自己的位置，各司其職。即使衛星在我國領空以外的地方運行，也能夠通過衛星與衛星、衛星與地面站之間相關校準測量，地面通過這些測量數據實時為空間的衛星定位。”國防科技大學智能科學學院副教授瞿智表示。

實現100毫秒內建鏈

星間鏈路的建鏈速度，決定了其運行效率。“這就好比我們日常使用手機時接入WIFI的時間，肯定是越快越好。”瞿智說。

“關鍵技術不能受制于人。北斗星間鏈路的卡脖子技術在于空間精密測量與數據傳輸，需要解決大尺度、高動態、強干擾條件下的星間精密測量數據的穩定連續獲取難題。”楊俊表示。

為了破解這一難題，上述團隊自主創新，獨創了測量通信融合的星間抗干擾精準測量與校正方法，研制了星間鏈路核心載荷裝備，將首次建鏈時間從秒級縮短到百毫秒級，實現了億倍干擾強度下星間數萬公里距離上厘米級精準測距，測量相對誤差小于十億分之一。

“以前衛星之間相互建鏈需要很長的過程，比如GPS的星間鏈路建鏈時間一個周期約幾十秒。”孟志軍表示，北斗的衛星運行速度非常之快，團隊基于上述技術的創新，使得北斗星間鏈路最快實現在81毫秒建鏈，實現波速的快速切換。比如一個地方有任何突發情況，我們極快的建鏈時間就能讓衛星捕獲的信息更快、更準確地返回到地面端和用戶手中。

論證建設過程中，如何保證完整系統性能又是一重要課題，這意味著必須解決復雜星座星間鏈路測量、通信、組網、自主定軌等在軌試驗、組網演進和體系尋優的難題。

“我們獨創了星座組網虛實結合、天地一體的整網試樣評估方法，構建了基于‘在軌實星實裝+地基構造衛星+數字虛擬衛星’的LVC星間鏈路整網綜合試驗評估環境，打造了一把‘金剛鉆’，取得星間鏈路首星首試圓滿成功，保證了北斗三號超前完成部署，順利開通全球服務。”楊俊說。

2020年7月31日，北斗三號全球衛星導航系統正式建成，面向全球用戶提供完整的全天時、全天候、高精度全球定位導航授時服務。

楊俊表示，正是在國內外沒有可借鑒方案的情況下，團隊解決了境外衛星連續實時管控等技術難題，突破了星間鏈路的技術屏障，使北斗衛星導航系統從區域邁向全球，成為北斗自主創新和領先GPS的核心標志。這也使得北斗衛星導航系統真正成為我國首個服務全球的大型星座系統。

星間鏈路不局限于北斗系統

北斗星間鏈路的成功在軌應用，得到了國際同行的廣泛關注。

據介紹，Inside GNSS雜志曾報道稱，北斗完成星間鏈路測試，是全球唯一用此功能提升精度的衛星導航系統。《麻省理工科技評論》也將北斗星間鏈路的“超高精度定位”列入2021年“十大突破性技術”。德國空間中心主任O. Montenbruck在世界導航大會（IEEE/ION PLAN）上報告指出，北斗因使用星間鏈路，衛星軌道精度明顯優于GPS、GLONASS、歐盟Galileo等系統。

北斗三號星間鏈路載荷入軌后，經過三年在軌穩定運行。2023年5月，由13位中國科學院院士、中國工程院院士組成的科技成果鑒定委員會認為，國防科技大學空間儀器團隊研發的星間鏈路是北斗三號全球系統實現世界領先的兩大關鍵支撐之一，該成果屬世界首創，研制難度很大，核心關鍵技術自主可控，總體技術水平國際領先。

基于該成果，空間儀器團隊榮獲2023年度國家技術發明二等獎。

如今，全球大規模星座系統正如火如荼建設，分布式衛星系統協同應用對時空基準的要求越來越高，對星間數據傳輸的需求越來越迫切，需要構建精密時空基準泛在、測量通信一體化的星間鏈路網絡。