中國衛(wèi)星導航定位協(xié)會

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北斗雙星脫胎換骨　關鍵部件全部“中國智造”
新華網(wǎng)
2015/07/31 09:58
中國最新發(fā)射的兩顆北斗導航衛(wèi)星與此前的北斗衛(wèi)星相比發(fā)生了脫胎換骨的變化，其“心臟”“慧腦”“鐵骨”等關鍵器部件全部為“中國智造”。
據(jù)中國航天科技集團五院介紹，25日發(fā)射的第18、19顆北斗導航衛(wèi)星的設計壽命從以前的8年提高到12年。這兩顆衛(wèi)星使用的新技術、新產(chǎn)品占到衛(wèi)星全部產(chǎn)品的近八成，這在中國以前研制的衛(wèi)星上前所未有。
1994年，中國正式啟動北斗導航系統(tǒng)建設時，已經(jīng)比美國的GPS導航系統(tǒng)晚了差不多20年。
北斗衛(wèi)星總設計師謝軍說，經(jīng)過20多年的努力，中國北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)從落后于GPS導航系統(tǒng)到性能基本相當，實現(xiàn)了從“無”到“有”、由“粗”到“精”的蛻變?，F(xiàn)在，北斗導航系統(tǒng)不僅在主要性能上比肩國際先進水準，在區(qū)域增強服務、位置報告和短報文方面具有明顯優(yōu)勢。
謝軍說，在北斗導航衛(wèi)星的研制起步階段，由于當時中國工業(yè)基礎和技術實力薄弱，一些高精尖產(chǎn)品不得不向西方國家購買。但是從國外訂購的產(chǎn)品不是動輒被禁運，就是常常“掉鏈子”。一旦進口產(chǎn)品出了問題，會影響到整個研制進度。
銣原子鐘是其中典型的例子。銣原子鐘被譽為衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)的“心臟”，是決定定位系統(tǒng)性能的主要因素之一。
“為了進口銣鐘，我們與歐洲某公司負責人從白天談判到凌晨四五點，仍舊談不下來，不是要價太高，就是性能指標提不上去。”謝軍說，“像星載銣鐘這樣的關鍵產(chǎn)品，必須自己干！”
嘗盡受制于人的被動與辛酸，中國航天人愈發(fā)堅定了“把發(fā)展的主動權牢牢握在自己手中”的信念，在北斗導航系統(tǒng)區(qū)域組網(wǎng)建設中，中國航天科技集團五院大力推進進口產(chǎn)品的國產(chǎn)化替代工作。
五院西安分院和510所經(jīng)過數(shù)年的研制，相繼攻克了銣鐘壽命、長期穩(wěn)定度等難題，研制出中國第一臺銣鐘。

  謝軍說，高精度銣鐘是新發(fā)射的北斗雙星有效載荷的核心設備。相比之前，新一代高精度銣鐘的定位、測距和授時等功能更加精準，可提供更加精確的定位服務。
此外，北斗雙星配備了高軌衛(wèi)星綜合電子系統(tǒng)，被稱為衛(wèi)星的“最強大腦”。如果把衛(wèi)星比作人體，過去中國的衛(wèi)星大多擁有兩個“大腦”，其中一個主管思考、視覺和四肢運動等功能；另一個負責衛(wèi)星的生理調(diào)節(jié)及與外界的交流。

  五院502所新研發(fā)的“綜合電子系統(tǒng)”可以實現(xiàn)“一腦兩用”，一套系統(tǒng)就可以實現(xiàn)過去兩個衛(wèi)星“大腦”的功能。
據(jù)介紹，“最強大腦”應用了中國自主知識產(chǎn)權芯片、操作系統(tǒng)以及應用軟件，其核心產(chǎn)品——中心管理單元的質(zhì)量、功耗、體積比以前大大減小，計算性能卻是以前的3倍，通信能力和可靠性均達到國際先進水平，自主管理、自主診斷和生存能力得到全面提升。
從轉(zhuǎn)運、升空到巡天，北斗雙星的太空之旅要接受高溫、高壓、劇烈震動的多重考驗。為了保護它們的健康，中國航天科技集團五院529廠的專家們?yōu)楸倍冯p星打造出一副能夠力扛千斤的“鋼筋鐵骨”，首次采用了桁架式主承力結構，比傳統(tǒng)的結構承載能力更強，重量更輕，國外只有少數(shù)幾個國家掌握此項技術。
據(jù)了解，新北斗雙星的動力系統(tǒng)首次全面采用的新一代發(fā)動機，它的重量只有600克，卻承擔了衛(wèi)星整個壽命期間的姿態(tài)控制與軌道調(diào)整任務。新型發(fā)動機的壽命從8年延長到15年以上，動作的精準度比以前提升了整整一倍。

  專家介紹，隨兩顆衛(wèi)星遠征的CMOS相機是中國航天科技集團五院508所新產(chǎn)品。相機成功“瘦身”1/7，體積和功耗大幅降低，圖像質(zhì)量卻顯著提高，足以應對太空中惡劣的成像條件。