為此，楊俊帶領(lǐng)空間儀器團(tuán)隊(duì)加強(qiáng)基礎(chǔ)研究，首創(chuàng)了多種軌道星座自主定軌協(xié)同測量理論與方法，構(gòu)建了星座動態(tài)適應(yīng)、開放互聯(lián)、無中心彈性的測量通信融合網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了星載實(shí)時高精度短弧段動力學(xué)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(tài)時敏信息網(wǎng)絡(luò)傳輸，定軌和鐘差精度均提高了50%以上，與其他GNSS相比整網(wǎng)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(chuàng)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(wèi)星在我國領(lǐng)空以外的地方運(yùn)行，也能夠通過衛(wèi)星與衛(wèi)星、衛(wèi)星與地面站之間相關(guān)校準(zhǔn)測量，地面通過這些測量數(shù)據(jù)實(shí)時為空間的衛(wèi)星定位?！眹揽萍即髮W(xué)智能科學(xué)學(xué)院副教授瞿智表示。
實(shí)現(xiàn)100毫秒內(nèi)建鏈
星間鏈路的建鏈速度，決定了其運(yùn)行效率?！斑@就好比我們?nèi)粘Ｊ褂檬謾C(jī)時接入WIFI的時間，肯定是越快越好?！宾闹钦f。
“關(guān)鍵技術(shù)不能受制于人。北斗星間鏈路的卡脖子技術(shù)在于空間精密測量與數(shù)據(jù)傳輸，需要解決大尺度、高動態(tài)、強(qiáng)干擾條件下的星間精密測量數(shù)據(jù)的穩(wěn)定連續(xù)獲取難題?！睏羁”硎尽?
為了破解這一難題，上述團(tuán)隊(duì)自主創(chuàng)新，獨(dú)創(chuàng)了測量通信融合的星間抗干擾精準(zhǔn)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(shí)現(xiàn)了億倍干擾強(qiáng)度下星間數(shù)萬公里距離上厘米級精準(zhǔn)測距，測量相對誤差小于十億分之一。
“以前衛(wèi)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?！泵现拒姳硎?，北斗的衛(wèi)星運(yùn)行速度非常之快，團(tuán)隊(duì)基于上述技術(shù)的創(chuàng)新，使得北斗星間鏈路最快實(shí)現(xiàn)在81毫秒建鏈，實(shí)現(xiàn)波速的快速切換。比如一個地方有任何突發(fā)情況，我們極快的建鏈時間就能讓衛(wèi)星捕獲的信息更快、更準(zhǔn)確地返回到地面端和用戶手中。
論證建設(shè)過程中，如何保證完整系統(tǒng)性能又是一重要課題，這意味著必須解決復(fù)雜星座星間鏈路測量、通信、組網(wǎng)、自主定軌等在軌試驗(yàn)、組網(wǎng)演進(jìn)和體系尋優(yōu)的難題。
“我們獨(dú)創(chuàng)了星座組網(wǎng)虛實(shí)結(jié)合、天地一體的整網(wǎng)試樣評估方法，構(gòu)建了基于‘在軌實(shí)星實(shí)裝+地基構(gòu)造衛(wèi)星+數(shù)字虛擬衛(wèi)星’的LVC星間鏈路整網(wǎng)綜合試驗(yàn)評估環(huán)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(wù)?！睏羁≌f。
2020年7月31日，北斗三號全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)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(dǎo)航授時服務(wù)。
楊俊表示，正是在國內(nèi)外沒有可借鑒方案的情況下，團(tuán)隊(duì)解決了境外衛(wèi)星連續(xù)實(shí)時管控等技術(shù)難題，突破了星間鏈路的技術(shù)屏障，使北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)從區(qū)域邁向全球，成為北斗自主創(chuàng)新和領(lǐng)先GPS的核心標(biāo)志。這也使得北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)真正成為我國首個服務(wù)全球的大型星座系統(tǒng)。
星間鏈路不局限于北斗系統(tǒng)
北斗星間鏈路的成功在軌應(yīng)用，得到了國際同行的廣泛關(guān)注。
據(jù)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(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。《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(shù)”。德國空間中心主任O. Montenbruck在世界導(dǎo)航大會（IEEE/ION PLAN）上報告指出，北斗因使用星間鏈路，衛(wèi)星軌道精度明顯優(yōu)于GPS、GLONASS、歐盟Galileo等系統(tǒng)。
北斗三號星間鏈路載荷入軌后，經(jīng)過三年在軌穩(wěn)定運(yùn)行。2023年5月，由13位中國科學(xué)院院士、中國工程院院士組成的科技成果鑒定委員會認(rèn)為，國防科技大學(xué)空間儀器團(tuán)隊(duì)研發(fā)的星間鏈路是北斗三號全球系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)世界領(lǐng)先的兩大關(guān)鍵支撐之一，該成果屬世界首創(chuàng)，研制難度很大，核心關(guān)鍵技術(shù)自主可控，總體技術(shù)水平國際領(lǐng)先。
基于該成果，空間儀器團(tuán)隊(duì)榮獲2023年度國家技術(shù)發(fā)明二等獎。
如今，全球大規(guī)模星座系統(tǒng)正如火如荼建設(shè)，分布式衛(wèi)星系統(tǒng)協(xié)同應(yīng)用對時空基準(zhǔn)的要求越來越高，對星間數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨笤絹碓狡惹?，需要?gòu)建精密時空基準(zhǔn)泛在、測量通信一體化的星間鏈路網(wǎng)絡(luò)。
