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探索浩瀚宇宙,發(fā)展航天事業(yè),建設(shè)航天強國,是我們不懈追求的航天夢。隨著北斗全球系統(tǒng)星座部署完成,我國自主建設(shè)、獨立運行的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)成為名副其實的“國家名片”。
在北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)過程中,從工程建設(shè)到穩(wěn)定運行,從推廣應(yīng)用到國際合作,航天科技集團九院全方位深度參與,研制生產(chǎn)的航天電子技術(shù)和產(chǎn)品讓“北斗”這張國家名片星光閃耀。
一、北斗系統(tǒng)的全方位“建設(shè)者”
作為航天科技集團所屬大型科研生產(chǎn)聯(lián)合體,九院參與了北斗系統(tǒng)中衛(wèi)星、運載火箭、運控、測控、應(yīng)用、發(fā)射場和星間鏈路全部七大子系統(tǒng)的建設(shè)工作,為工程建設(shè)提供了數(shù)以萬計的高質(zhì)量高可靠的電子信息系統(tǒng)設(shè)備和元器件產(chǎn)品。
在衛(wèi)星系統(tǒng)中,九院771所突破多項關(guān)鍵技術(shù)研制的星載計算機,能夠?qū)πl(wèi)星上各功能模塊進行高效可靠的管理和控制,監(jiān)視整星狀態(tài),協(xié)調(diào)整星工作。作為整星核心設(shè)備,星載計算機可靠度在壽命末期仍能達到0.989。九院13所時代光電公司為北斗三號配套的光纖陀螺組件用于衛(wèi)星偏航姿態(tài)角的連續(xù)測量,發(fā)揮著導(dǎo)航控制的關(guān)鍵作用,并實現(xiàn)在軌零故障。九院704所研制的北斗三號關(guān)鍵載荷導(dǎo)航信號生成器和上行注入處理機、技術(shù)水平全國領(lǐng)先的激光星間鏈路終端、鏈路跳擴頻碼設(shè)備等重要載荷,是北斗衛(wèi)星系統(tǒng)的重要組成部分,產(chǎn)品穩(wěn)定可靠、指標(biāo)優(yōu)越,有效支撐了北斗衛(wèi)星系統(tǒng)的全球組網(wǎng)和健康運行。
跟隨北斗系統(tǒng)的建設(shè)進程,704所全面參與了北斗地面運控系統(tǒng)一類和二類監(jiān)測站、高精度監(jiān)測接收機的研制與裝備。作為地面運控系統(tǒng)最核心的設(shè)備之一,監(jiān)測接收機的性能指標(biāo)將直接影響整個北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的最終精度,其重要程度不言而喻。北斗地面運控系統(tǒng)的主控站、注入站和各類監(jiān)測站均配備了704所研制的監(jiān)測接收機,用以實現(xiàn)對導(dǎo)航衛(wèi)星的精密定軌和星座狀態(tài)的監(jiān)測,是北斗二號導(dǎo)航系統(tǒng)精密定軌業(yè)務(wù)的主要數(shù)據(jù)源,為系統(tǒng)提供持續(xù)穩(wěn)定可靠的服務(wù),在北斗二號衛(wèi)星工程的建設(shè)實施中發(fā)揮不可替代的作用。
在北斗三號系統(tǒng)建設(shè)中,704所在國內(nèi)多個研制單位中,再次以比測第一、競標(biāo)第一、份額第一的好成績,續(xù)寫著新時代的輝煌與榮譽。704所研制的北斗三號監(jiān)測接收機以其龐大的規(guī)模、復(fù)雜的計算以及高集成小型化設(shè)計、達到國際水平的性能指標(biāo),成為引領(lǐng)國內(nèi)監(jiān)測接收機的標(biāo)桿,它以一雙“千里眼”穿越星海“找”到衛(wèi)星位置;以一對“順風(fēng)耳”透過太空“聽”懂衛(wèi)星語言;以一顆“玲瓏心”細心“查”看衛(wèi)星健康狀態(tài);它是北斗導(dǎo)航衛(wèi)星的“看護者”,為北斗衛(wèi)星精密定軌、時間同步和高精度數(shù)據(jù)監(jiān)測提供了最有力的支撐。
九院772所是北斗三號元器件自主可控的核心單位,研制的宇航集成電路產(chǎn)品在北斗三號衛(wèi)星平臺、有效載荷等方面得到大批量應(yīng)用,單星裝機使用超過1500只,為工程建設(shè)提供了技術(shù)水平最高、產(chǎn)品種類最全、使用數(shù)量最大、重要程度最高的集成電路產(chǎn)品,為系統(tǒng)的長期穩(wěn)定在軌運行與服務(wù)提供堅實保障。
在運載火箭系統(tǒng)中,托舉北斗衛(wèi)星升空的長三甲系列運載火箭上,771所研制的火箭“大腦”——箭載計算機以100的成功率為北斗的完美升空保駕護航。13所及所屬激光導(dǎo)航公司研制生產(chǎn)的速率陀螺組合、激光慣組,用于火箭制導(dǎo)與姿態(tài)控制。作為火箭控制系統(tǒng)的核心設(shè)備,兩種設(shè)備成功執(zhí)行北斗工程任務(wù)38發(fā)/次,是確?;鸺龑⒈倍沸l(wèi)星精準(zhǔn)送入預(yù)定軌道的關(guān)鍵。704所為火箭系統(tǒng)研制了80以上的測量和通信產(chǎn)品。
值得一提的是,2015年3月30日,新一代北斗導(dǎo)航衛(wèi)星發(fā)射任務(wù)取得圓滿成功。此次發(fā)射首次在運載火箭上增加了被稱為“太空擺渡車”的遠征一號上面級。作為一級獨立的飛行器,上面級可以將一個或多個航天器直接送入不同的軌道。13所激光導(dǎo)航公司研制生產(chǎn)的激光慣組作為上面級唯一的慣性測量裝置,全程為控制系統(tǒng)提供高精度姿態(tài)和速度信息,為衛(wèi)星精確入軌提供有力保障,是我國高精度、高可靠激光慣性測量裝置首次成功應(yīng)用,填補了國內(nèi)空白,達到國際先進水平。此外,704所研制的多系統(tǒng)四分集衛(wèi)星導(dǎo)航接收機具備多種定位模式,為運載火箭高動態(tài)、全天候、實時外彈道測量及飛行組合制導(dǎo)提供重要保障,實現(xiàn)了北斗二號衛(wèi)星引導(dǎo)北斗三號衛(wèi)星精確入軌。
作為“衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用國家工程研究中心”掛靠單位,704所是我國重要的國家級衛(wèi)星導(dǎo)航設(shè)備供應(yīng)商、國內(nèi)唯一具備導(dǎo)航全產(chǎn)業(yè)鏈研制生產(chǎn)能力的單位,也是國內(nèi)唯一全面參加北斗衛(wèi)星導(dǎo)航全部七大子系統(tǒng)建設(shè)的單位。除為火箭、衛(wèi)星和地面運控系統(tǒng)配套關(guān)鍵產(chǎn)品之外,704所的北斗應(yīng)用終端產(chǎn)品涵蓋RDSS與RNSS的各類OEM板卡、模塊、單機及系統(tǒng)級產(chǎn)品,全面服務(wù)國防建設(shè)和行業(yè)高端應(yīng)用;在發(fā)射場系統(tǒng)中負責(zé)建設(shè)的固定測控地面站,對衛(wèi)星發(fā)射及在軌運行期間的遙測、遙控等測控任務(wù)發(fā)揮著重要作用……由于在北斗導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)中的巨大貢獻,704所也因此成為北斗二號衛(wèi)星工程國家科學(xué)技術(shù)進步獎特等獎獲獎單位之一。
在北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)工程建設(shè)十余載的發(fā)展歷程中,從539廠的應(yīng)答機、固放、雙工器到773所的微波開關(guān),從7107廠的二浮陀螺儀到825廠、693廠的電連接器及289廠的換流轉(zhuǎn)接器,再到165廠的電磁繼電器、200廠的箭上電纜網(wǎng)……“北斗”熠熠閃光的背后,總能找到九院各單位建設(shè)者的身影。
二、系統(tǒng)穩(wěn)定運行的“守護者”
在確保北斗系統(tǒng)連續(xù)穩(wěn)定運行的過程中,九院同樣發(fā)揮著重要作用。其中,704所全程參與了北斗導(dǎo)航地面測控網(wǎng)的建設(shè)過程,承擔(dān)了衛(wèi)星遙測接收系統(tǒng)、固定式/移動式統(tǒng)一測控系統(tǒng)、船載統(tǒng)一測控系統(tǒng)等核心裝備綜合測控基帶分系統(tǒng)的研制任務(wù)。
早在2007年11月和2008年10月,704所便兩次派出員工參加中國第24、25次南極考察隊,并在南極大陸建立起中國第一個北斗衛(wèi)星觀測站。由該所研制的觀測站核心設(shè)備——監(jiān)測接收機和高精度天線經(jīng)受住極地惡劣環(huán)境考驗,獲取了北斗二號衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)第一顆中圓地球軌道MEO試驗衛(wèi)星在極地地區(qū)的寶貴原始測量數(shù)據(jù),增加了觀測弧段,極大地提高了衛(wèi)星定軌精度,為北斗MEO衛(wèi)星定軌和性能評估積累了寶貴數(shù)據(jù)和經(jīng)驗。2010年,704所的監(jiān)測接收機和雙模用戶機再次被選為指定北斗定位設(shè)備,參加北斗二號衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)定位授時性能評估試驗遠洋,裝備于雪龍?zhí)枠O地科考船,完成從南極到北極的全球跨越。
704所參與研制裝備的北斗二號一類監(jiān)測站和北斗三號二類監(jiān)測站,主要通過對衛(wèi)星信號的收發(fā)與高精度測量,實現(xiàn)在軌衛(wèi)星全弧段高精度軌道、鐘差測定和電離層改正,實現(xiàn)星地一體化系統(tǒng)管理與控制,為系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行提供保障。此外,該所研制的北斗三號監(jiān)測接收機,需具備同時接收多個系統(tǒng)衛(wèi)星的20多種信號,近千個獨立接收通道,堪稱世界上最復(fù)雜的衛(wèi)星導(dǎo)航信號接收設(shè)備。目前704所已完成120多臺設(shè)備的交付,并在30余個各類監(jiān)測站中提供高精度數(shù)據(jù)支持和業(yè)務(wù)處理等服務(wù),是配套數(shù)量最多的研制單位,為北斗三號運控系統(tǒng)的穩(wěn)定運行做出了巨大貢獻。
2011年,九院與中國衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)管理辦公室聯(lián)合成立九院衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)工程中心暨“中國衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)管理辦公室測試評估研究中心”以下簡稱衛(wèi)導(dǎo)中心。9年來,作為北斗系統(tǒng)測試評估總體單位,衛(wèi)導(dǎo)中心主要開展北斗衛(wèi)星發(fā)射前的地面測試對接工作及發(fā)射后的在軌評估工作。地面測試對接工作依托北斗地面試驗驗證系統(tǒng),在衛(wèi)星發(fā)射前,利用模擬環(huán)境對衛(wèi)星外部接口及相關(guān)指標(biāo)進行全面對接驗證,確保各項功能、性能全面滿足要求,所有北斗衛(wèi)星在出廠前都需要經(jīng)過衛(wèi)導(dǎo)中心的地面測試后才能出廠放行。衛(wèi)星發(fā)射入軌后,依托地面跟蹤站回傳數(shù)據(jù),對在軌衛(wèi)星的運行狀態(tài)和服務(wù)性能進行全面評估,為衛(wèi)星是否具備入網(wǎng)服務(wù)條件提供重要數(shù)據(jù)支撐。
為了保障北斗三號系統(tǒng)的穩(wěn)定運行,衛(wèi)導(dǎo)中心在衛(wèi)星正式入網(wǎng)運行后還有一項重要工作:開展常規(guī)化監(jiān)測評估,并從用戶角度及時、科學(xué)評價北斗三號系統(tǒng)及單星各項指標(biāo)。同時,在北斗三號系統(tǒng)運行服務(wù)工作中,承擔(dān)系統(tǒng)基本服務(wù)性能測試、iGMAS站址考察、APSCO監(jiān)測評估系統(tǒng)跟蹤站建設(shè)等重要任務(wù)。
2018年11月19日,九院測試人員沿著我國西北地區(qū)“一帶一路”共建國家開展北斗三號動態(tài)服務(wù)性能測試。從烏魯木齊至霍爾果斯全程約700公里,在低溫嚴寒、能見度低、路況較差情況下,測試團隊克服種種困難,完成測試任務(wù),為北斗三號基本系統(tǒng)正式開通運行提供了寶貴的數(shù)據(jù)資源。在蒙古國烏蘭固木,開展iGMAS跟蹤站站址考察的兩名隊員克服零下20攝氏度的嚴寒進行室外作業(yè),在積雪嚴重覆蓋地區(qū)徒步考察站址,搭建儀器,開展測試。在孟加拉國,工作人員向孟方技術(shù)人員就跟蹤站安裝調(diào)試、數(shù)據(jù)接收測試等內(nèi)容進行詳細講解,確保該站點設(shè)備穩(wěn)定運行,數(shù)據(jù)安全可靠。
從跨省越界到遠赴南極,為了系統(tǒng)的穩(wěn)定運行,九院一支支北斗團隊辛勤耕耘、不懈奮斗,讓北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)運行穩(wěn)定、服務(wù)性能不斷提升。
三、北斗服務(wù)社會、走向世界的“推動者”
在加速北斗應(yīng)用,促進北斗走向世界的過程中,九院的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)級技術(shù)產(chǎn)品也在蓬勃發(fā)展。早在2003年,九院704所就成功研制了北斗/GPS/格洛納斯三系統(tǒng)接收機,實現(xiàn)了北斗系統(tǒng)與其他導(dǎo)航系統(tǒng)的組合定位。
目前,704所衛(wèi)星導(dǎo)航接收機種類繁多,并擁有具有自主知識產(chǎn)權(quán)的導(dǎo)航射頻芯片和基帶芯片,在高精度、抗干擾等方面技術(shù)國內(nèi)領(lǐng)先。此外,在空間應(yīng)用領(lǐng)域,由704所研制的基于北斗導(dǎo)航信號處理技術(shù)的星載高精度導(dǎo)航定軌接收機已在多個星載型號中得到應(yīng)用,目前已形成基于北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的單星定軌授時、組網(wǎng)星座星間測量以及高軌高靈敏度信號處理的系列化產(chǎn)品體系,為北斗系統(tǒng)在衛(wèi)星和深空探測等空間領(lǐng)域的應(yīng)用發(fā)揮了重要推動作用。704所衛(wèi)星導(dǎo)航接收機產(chǎn)品也已形成系列化,年產(chǎn)量達數(shù)千臺套,并廣泛應(yīng)用于航天航空各領(lǐng)域。
2013年,中央電視臺《我們與藏羚羊》欄目選擇九院772所自主研制的北斗導(dǎo)航定位項圈,應(yīng)用于藏羚羊科考項目,跟蹤研究藏羚羊的遷徙規(guī)律。近年來,北斗導(dǎo)航定位項圈陸續(xù)用于內(nèi)蒙古“數(shù)字牧場”、人工繁殖大熊貓野化放歸等項目,將北斗的應(yīng)用拓展到多個領(lǐng)域。隨著北斗三號全球組網(wǎng)成功和北斗全球化發(fā)展,九院多家廠所的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)品還將逐步擴展應(yīng)用到物流運輸、精細農(nóng)業(yè)、旅游探險、環(huán)境監(jiān)測、城市管理、應(yīng)急救援等經(jīng)濟社會各個領(lǐng)域,實現(xiàn)北斗產(chǎn)業(yè)多元化發(fā)展,創(chuàng)造北斗全球應(yīng)用價值。
在推動北斗走向世界的過程中,九院衛(wèi)導(dǎo)中心建設(shè)的信息服務(wù)平臺作為我國北斗系統(tǒng)官方發(fā)布渠道,在用戶和系統(tǒng)管理部門間架設(shè)了信息交互的橋梁,向全球用戶提供北斗運行狀態(tài)和服務(wù)性能信息。
近些年,中俄衛(wèi)星導(dǎo)航合作得到兩國政府高度重視。2017年10月13日,中俄衛(wèi)星導(dǎo)航重大戰(zhàn)略合作項目委員會第四次會議在俄羅斯圣彼得堡成功舉行,九院衛(wèi)導(dǎo)中心作為中俄監(jiān)測評估工作組中方組長單位全程參與會議。會議期間,九院與俄羅斯有關(guān)研究院共同簽署了“關(guān)于開展衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)監(jiān)測評估聯(lián)合服務(wù)的聲明”,雙方承諾將在中俄項委會的框架下,持續(xù)開展衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)性能監(jiān)測評估合作,向全球北斗、格洛納斯用戶提供信息服務(wù)。
為加深中阿北斗衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)的合作與交流,2019年4月,在第二屆中阿北斗合作論壇期間,九院與阿拉伯信息通信技術(shù)組織聯(lián)合開展了北斗系統(tǒng)測試體驗活動,在突尼斯、埃及、蘇丹等阿拉伯國家開展了靜態(tài)、動態(tài)測試評價工作,并形成了《中阿聯(lián)合北斗測試評價結(jié)果》成果文件。此次活動使阿拉伯國家用戶了解北斗系統(tǒng)在阿拉伯國家的服務(wù)情況,加深了中阿北斗衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)的合作與交流。
在推動與中亞地區(qū)衛(wèi)星導(dǎo)航合作方面,九院同樣作出了積極貢獻。2019年10月,首屆中國—中亞北斗合作論壇在廣西南寧成功舉辦,九院衛(wèi)導(dǎo)中心與烏茲別克斯坦塔什干信息技術(shù)大學(xué)代表,簽署《北斗/GNSS監(jiān)測評估合作協(xié)議》,該成果納入《第七屆中國—中亞合作論壇南寧宣言》。雙方同意通過在烏建立靜態(tài)監(jiān)測站、開展北斗/GNSS動態(tài)測試等活動,將監(jiān)測評估技術(shù)和衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)更好更快地引入烏茲別克斯坦。并以此為契機,雙方共同商討中國—中亞多邊領(lǐng)域衛(wèi)星導(dǎo)航合作的廣闊前景。
北斗星光閃耀,九院功不可沒?;仡櫛倍穼?dǎo)航系統(tǒng)工程建設(shè)的發(fā)展歷程,處處有九院大力發(fā)展航天電子技術(shù),支撐國家重大工程建設(shè)的奮斗足跡。九院將以北斗系統(tǒng)全球組網(wǎng)成功為新的起點,用更多更好的北斗應(yīng)用技術(shù)和產(chǎn)品讓北斗星光在全世界更加耀眼。展望未來,九院將繼續(xù)堅持創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略,以改革創(chuàng)新的毅力和勇氣,攀登航天電子技術(shù)新高峰,切實踐行好用航天科技報效偉大祖國、用航天科技創(chuàng)造美好生活的初心使命。完姚利明
九院771所混合集成電路生產(chǎn)現(xiàn)場
九院704所建設(shè)的南極衛(wèi)星觀測站
九院13所五星級精密機加生產(chǎn)現(xiàn)場
九院772所研制生產(chǎn)的系列芯片
九院衛(wèi)導(dǎo)中心監(jiān)測發(fā)布的衛(wèi)星運行軌跡
九院永豐產(chǎn)業(yè)基地
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