西安硬科技” 提供全部有效载荷

发布时间:2018-07-11 11:06:28

西安硬科技” 提供全部有效载荷

  7月10日4时58分,第32颗北斗导航卫星成功发射。作为北斗二号卫星有效载荷研制核心单位,位于西安的航天科技集团五院西安分院,承担了已经实现组网的所有北斗二号卫星全部有效载荷的研制任务,并为后续补网发射的卫星提供有效载荷,为区域导航系统面向亚太地区提供导航服务贡献了重要力量。

  在北斗三号全球组网建设稳步推进的同时,北斗二号卫星区域导航系统也在持续补网“续航”。作为中国新一代的导航系统,北斗二号卫星导航系统在建立之初,就瞄准与GPS和GLONASS等国际一流导航系统性能比肩的建设目标,甚至在某些特色功能上还要更优越。

  为实现先进、可靠的系统性能,卫星有效载荷系统必须具有较高的技术起点、高度的可靠性,且在短期内必须具备质量稳定的产品批产能力。整星挑战最大的地方是有效载荷的研制,要实现高精度指标、提升抗恶意干扰能力、确保卫星长寿命、确保产品一致性、克服组网风险,西安分院有效载荷研制队伍面临着巨大的压力。

  为此,西安分院成立了专门的研究所,并按照关键技术攻关需要,设立了时频研究室、导航任务处理室等专业技术研究室,作为技术攻关主体。在有效载荷总体部专门成立了导航卫星总体室,全面负责北斗导航项目的整体推进。其次,由于导航卫星批产特征带来的科研生产计划协调、批产质量控制问题,西安分院指定有专业背景的骨干专职担任导航卫星的计划经理和质量经理。除此之外,西安分院还从顶层加大了导航卫星的条件保障策划,一方面积极申请和启动导航卫星研制保障条件建设项目,另一方面进行现有资源整合,对各类设计、生产、试验配套设备进行综合调控。面对建立中国自己的卫星导航系统的国家重大专项任务,西安分院拿出了卫星有效载荷研制“国家队”的勇气和担当。

  首次实现星座组网,新技术新问题不断涌现,建设中国人自己的导航系统的道路注定走得不会太轻松。尤其是在导航卫星有效载荷研制过程中,西安分院以铸造精品载荷为目标,攻破了研制过程中的多项技术难关,为推进北斗二号卫星区域组网用尽了“洪荒之力”。

  导航任务处理单元是导航卫星中直接进行导航任务处理的部分,被称为导航卫星的“中央处理器”。在导航卫星飞行试验星成功发射之后,导航任务处理单元在实现预期功能的同时,也暴露出了一些问题,正在组网的北斗导航系统连续性受到很大威胁。经过分析论证,确立了消除单粒子翻转影响的设计思路。基本的思路有了,但是对于已进入正样组网发射阶段的型号而言,这是一项重大、复杂的技术状态更改。由于此项设计功能复杂,加上国产抗辐射100万门ASIC电路研制正处于初步应用阶段。为此,西安分院联合多家兄弟单位协同攻关,终于成功攻克了这个问题。

  在随后发射的导航卫星中,均未发生因为单粒子翻转影响导航任务处理单元功能的问题,导航任务处理单元以强有力的中央处理功能,有力地确保了导航卫星系统的稳定性和导航卫星功能的有效性。

  铷钟作为导航卫星的频率基准,直接决定着导航卫星定位、测距、授时的准确性,是整个导航卫星的心脏。西安分院是导航卫星铷钟的诞生地、技术成熟地。在导航卫星铷钟的研制历程中,西安分院以强有力的技术为支撑,为北斗导航卫星装上了强劲的“中国心”。

  早在“九五”期间,从导航卫星应用需求的层面来考虑,国家就将研制属于自己的导航卫星铷钟列入目标和计划。经过两年的攻关,实现了国内导航卫星铷钟原理样机研制“零”的突破,为导航卫星铷钟的工程化应用打下了牢固的技术基础。

  北斗二号卫星型号正式立项后,西安分院的设计师首先着眼于铷钟的工程化应用问题。他们在原理样机的基础上,不断完善热控设计并改进电路设计,同时进行了相应的电磁兼容和力学试验,铷钟的成熟性和稳定性得到进一步完善。2006年9月9日,西安分院的铷钟团队又开创了一项中国人的“第一”——搭载于育种卫星上的铷钟成功开机,铷钟在失重条件下正常工作,我国第一台自主研发的星载铷钟在轨运行正常,标志着我国具备了独立自主进行星上铷钟研发的能力。

  2012年,在北斗二号一期发射的最后三颗卫星中,改变了以往的国产化铷钟为主钟、进口铷钟为备份的搭配模式,国产化铷钟完全取代了进口铷钟,导航卫星全部装上了国产化铷钟,自此导航卫星也有了真正的“中国心”。

  与正进行全球组网的北斗三号卫星不同,本次发射的北斗二号替补星是区域导航系统备份星。它由中国航天科技集团有限公司五院抓总研制,将对区域卫星导航系统提供有力补充,可有效提高系统的可靠性和健壮性,加强北斗导航系统连续稳定提供服务的能力,进一步改善北斗导航系统的服务性能,与其他区域导航系统卫星一起,在我国卫星导航系统由“区域”走向“全球”的过程中,发挥稳定全局的重要作用。