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北斗卫星核心部件实现全国产化

日期: 2018-01-22
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       随着耀眼火光和隆隆轰鸣声,12日早晨7时18分,长征三号乙运载火箭搭载着北斗三号工程第三、四颗组网卫星,直冲云霄。中国科学院微小卫星创新研究院副院长、卫星总设计林宝军告诉记者,这两颗卫星上的新技术占比超过70%,不仅打破了航天界一颗卫星上新技术占比不超过30%的不成文规定,还实现了核心部件的全国产化。

  此次是北斗团队首次执行“一箭双星”任务,这与卫星的大幅“瘦身”密不可分。传统的卫星设计流程基本采用分系统设计,热控、程序、遥控、供配电等十几个系统“各自为政”。北斗团队则创造性地以全链条方式研制卫星,减重后的卫星可以携带更多备份上天,性能和可靠性大为提升。

  时间精度是导航卫星的关键指标,要达到世界一流导航精度,用在卫星上的高精度原子钟必须自主研制。林宝军介绍,国际上的导航卫星多使用铷钟作为计时工具,而北斗三号卫星的主钟则使用了由中国科学院上海天文台和中国科工集团二院203所研制的氢钟。与铷钟相比,氢钟稳定性更高、漂移率更小,平均每1000万年只有1秒误差。同时,卫星还使用了首创的“时频无缝切换技术”,只需20皮秒 (一皮秒等于一万亿分之一秒) 就能不通过地面操作,在氢钟和铷钟之间进行切换。

  北斗卫星创造性地采用了星间链路技术,实现可“天基组网”,测控覆盖提高到100%。简单来说,就是通过“天上的相互对话”,卫星就能完成数据接收,很大程度上摆脱了对地面基站的依赖。“我们采用的星间链路性能高、抗干扰能力强,可同时容纳多条星间链路工作。”中国科学院微小卫星创新研究院卫星副总师沈学民表示,通过大量数据分析,北斗导航系统的信号质量丝毫不逊色于GPS。

  此次发射的北斗卫星总共包含5万多个元器件,国产器件比例达90%以上。卫星使用了中国科学院计算技术研究所提供的龙芯CPU(中央处理器),以它为主建立的卫星电子学系统,标志着我国掌握了导航卫星的最核心技术。

  同样令人惊叹的,还有小卫星北斗

  团队的年轻与朝气———平均年龄仅31岁,其中60%是“80后”,23%是“90后”,“85后”撑起了中国北斗的“半边天”。林宝军说,团队始终坚持与国内各家科研院所通力协作,将国内最先进的技术在北斗卫星上进行试验,“只要国内有能让北斗变得更好的部件,团队都愿意一试。”

  据悉,今年还将有6颗由小卫星团队研制的北斗卫星发射升空。待今年年底18颗北斗三号组网卫星全部上天后,我国北斗卫星导航系统将实现由区域运行向全球拓展,我国航天产业的新格局也将由此开启。


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