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[专题专项] 航天科技五院北斗卫星导航系统:新一代卫星平台

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zhh894217 发表于 2015-5-15 11:44 | 显示全部楼层 |阅读模式

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航天科技集团研制北斗“先行者”助力北斗全球组网
来源: 中国航天报     日期:2015/05/15     字体:【大】【中】【小】

原题:航天科技集团研制北斗“先行者”助力北斗全球组网

——中国航天科技集团公司加紧研制新一代北斗导航卫星

走进整洁明亮的中国航天科技集团公司五院北斗导航卫星专用测试厂房,两个高约2.2米的“小家伙”和一个高约3.6米的“大家伙”首先映入记者眼帘,科研人员正围绕在它们周围进行紧张的测试工作。

五院新一代北斗导航卫星总设计师王平告诉记者,它们三个就是研制中的新一代北斗导航卫星,承担着为北斗全球组网进行先期新技术验证的任务,是为北斗全球组网探路的先行者。目前,三颗卫星中的两颗卫星已完成出厂前的100小时连续无故障测试,另一颗卫星也已进入研制的最后冲刺阶段,研制工作正按计划向前推进。

新技术上马

“先行者”无惧高难度

集团公司为什么要研制这三颗北斗导航卫星?它们对建成北斗全球卫星导航系统有何意义?这还要从北斗卫星导航系统的“三步走”战略说起。

我国自主建设、独立运行的北斗卫星导航系统,按照“三步走”的战略实施,目前第一步和第二步已经实现:2000年年底,北斗卫星导航试验系统建成,面向中国及周边地区提供服务;2004年启动北斗卫星导航系统的建设,2012年年底已形成区域覆盖能力,正式向亚太大部分地区提供运行服务。

我国目前正在实施第三步,即建成北斗全球卫星导航系统,形成全球覆盖能力。按照计划,第三步计划于2020年前后建成,为此要完成约30颗北斗导航卫星的发射和组网任务。

由五院总体部抓总研制的这三颗新一代北斗导航卫星,承担着发射并建成在轨验证系统,完成系统方案和体制、关键技术、系统间接口和运行管理的在轨试验与验证,确定未来北斗全球卫星导航系统的技术状态等重要使命,直接关系到后续组网建设的进程。

新一代北斗导航卫星与此前发射的北斗卫星“前辈们”相比,发生了脱胎换骨的变化,这也是三颗卫星的研制经历了较长时间的原因。王平介绍,这批卫星具有技术指标要求高,新技术、新产品多,器部件国产化水平高三个最为突出的特点,这同样是研制人员必须攻克的技术难点。

“我初步统计了一下,新一代北斗导航卫星的新技术、新产品占到了卫星全部产品的近八成,这在中国航天以前研制的卫星上前所未有。”王平说,卫星的新技术占比直接反映了研制工作的难度,一般我国的新研卫星新技术占比达到45%左右,就已经算具有极大挑战性了。

除此之外,这批卫星实现了多项关键元器件和所有关键部组件100%国产化,这意味着中国卫星技术自主实力将进一步增强。这些卫星发射升空通过在轨测试后,这些国产元器件不仅可以用于北斗后续卫星批量化研制、加快全球组网,还能向其他型号进行推广运用。

全系统一盘棋

期待如约“天上见”

作为我国航天事业的主导力量,北斗导航系统建设的第一步和第二步发射的卫星均由集团公司抓总研制。在第三步北斗全球组网的进程中,集团公司同样将肩负重任。

早在北斗全球卫星导航工程得到国家立项之前,集团公司在2009年就为北斗全球卫星导航系统成立了专门的项目办。一方面从原来的北斗导航卫星研制团队抽调出精干力量,另一方面从其他团队吸收一批专业技术人才,组建了专门进行新一代北斗导航卫星研制的队伍。

经过多年的攻关,团队克服了技术难度大、进度紧、三颗卫星并行研制协调难度高、器部件进行国产化技术挑战大等多项困难,研制工作从去年下半年开始进行最后的试验测试阶段。

从2014年8月开始,团队每天都会工作到半夜,各项测试工作安排得满满的,连今年春节期间都没有休息一天。

五院总体部测试室一支队伍要负责这三颗卫星的全部测试工作,工作量叠加本来就带来很大压力,还要克服难题、协调两颗卫星同时“进罐”进行热真空测试。在五院,两颗像北斗这样的“大个儿”卫星同时进行测试,以前从未做过。新一代北斗导航卫星副总指挥王东带领调度人员为此动了不少脑筋。

新一代北斗导航卫星研制也是全系统一盘棋。只要任务需要,京外单位技术人员就听从调遣赶到北京,集中住在五院大门外的宿舍,随时支持研制工作。

春节期间,八院811所电源分系统工程师阎兴頔和同事待在密不透风的测试间,监视电源供电情况。供电设备功率很高,工作时散发的热量能使室内温度在寒冷的冬季也达到30多度。技术人员在极端艰苦的条件下依然坚持高标准工作。

因为任务需要,新春佳节也难以与家人团聚,但他们无怨无悔。这样的故事在这个团队里还有很多。团队全体成员只有一个心愿,三颗新一代北斗导航卫星如期升空,圆满完成助力北斗全球组网的光荣使命。

按照计划,正在五院待命出征的三颗新一代北斗导航卫星将于今年下半年发射升空,它们上天后的表现值得期待。(刘淮宇 冯松龄)
http://www.spacechina.com/n25/n144/n206/n214/c921286/content.html

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padamsli 发表于 2015-5-15 12:00 | 显示全部楼层
五院3,中科院2
航天迷 发表于 2015-5-15 12:15 | 显示全部楼层
小家伙应该7月份发射,长三乙一箭双星,中轨道星;大家伙应该是同步轨道星,长三丙(?)发射。
Pushok 发表于 2015-5-15 12:50 | 显示全部楼层

这两家是竞争关系?
 楼主| zhh894217 发表于 2015-5-15 17:10 | 显示全部楼层
北斗二代二期工程1.jpg
北斗二代二期工程2.jpg
港内的资料,忘了在哪个帖子了
冥夜之咆哮 发表于 2015-5-15 18:41 | 显示全部楼层
6800 kW ??

点评

单位错了呗  发表于 2015-5-15 18:59
W,这肯定属于笔误  发表于 2015-5-15 18:47
ssizz 发表于 2015-5-15 18:57 | 显示全部楼层
这DFH-3B增强型平台就是DFH-4S了?
航天迷 发表于 2015-5-15 19:01 | 显示全部楼层
4600kg,那得长三乙发射。
 楼主| zhh894217 发表于 2015-5-30 15:45 | 显示全部楼层
新一代北斗导航卫星研制加紧进行中
来源: 中国航天报     日期:2015/05/28     字体:【大】【中】【小】
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技术人员检查太阳翼安装情况

目前,中国航天科技集团公司的新一代北斗导航卫星的研制工作正在紧锣密鼓地进行。

新一代北斗导航卫星研制队伍严把产品质量关,通过现场检测、数据比测等手段,深挖问题隐患,夯实成功基石。(瞿丽霞)
http://www.spacechina.com/n25/n144/n206/n214/c935117/content.html
 楼主| zhh894217 发表于 2015-6-9 11:51 | 显示全部楼层
孙家栋院士到西安分院检查指导工作
[ 作者:佚名     来源:CAST     点击数:12     更新时间:2015年06月09日     ]
  近日,集团公司高级顾问孙家栋院士、宇航部张广宇副处长,在五院科技委、北斗二号项目办领导的陪同下来到西安分院,调研北斗二号卫星研制情况。
2015060910255274788.jpg
  孙家栋院士一行首先参观了分院东区大天线厂房,详细了解了分院基础设施建设情况,并听取了《北斗二号卫星研制情况及后续北斗导航系列卫星发展规划》专题汇报。
  分院领导向孙家栋院士补充介绍了分院科研管理组织体系、新区规划、宇航能力提升情况以及新系统论证进展、技术研发和国产化相关成果。
  在听取汇报后,与会专家对分院的“面向需求、面向市场和面向社会资源共谋发展”的经营策略表示认可,对分院为国家航天领域所做出的贡献表示肯定,认为经过“十二五”的建设,分院从发展的理念和模式上已经发生了根本变化。
  孙家栋院士在肯定成绩的同时,对后续分院工作提出了要求。
http://www.cast.cn/CastCn/Show.asp?ArticleID=48825
 楼主| zhh894217 发表于 2015-7-26 14:46 | 显示全部楼层
北斗双星脱胎换骨 关键部件全部“中国智造”
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2015年07月26日 10:59:34 来源: 新华网

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  新华网北京7月26日电(记者喻菲)中国最新发射的两颗北斗导航卫星与此前的北斗卫星相比发生了脱胎换骨的变化,部件国产化率提高到98%,其“心脏”“慧脑”“铁骨”等关键器部件全部为“中国智造”。

  据中国航天科技集团五院介绍,25日发射的第18、19颗北斗导航卫星的设计寿命从以前的8年提高到12年。这两颗卫星使用的新技术、新产品占到卫星全部产品的近八成,这在中国以前研制的卫星上前所未有。

  1994年,中国正式启动北斗导航系统建设时,已经比美国的GPS导航系统晚了差不多20年。

  北斗导航卫星系统总设计师谢军说,经过20多年的努力,中国北斗卫星导航系统从落后于GPS导航系统到性能基本相当,实现了从“无”到“有”、由“粗”到“精”的蜕变。现在,北斗导航系统不仅在主要性能上比肩国际先进水准,在区域增强服务、位置报告和短报文方面具有明显优势。

  谢军说,在北斗导航卫星的研制起步阶段,由于当时中国工业基础和技术实力薄弱,一些高精尖产品不得不向西方国家购买。但是从国外订购的产品不是动辄被禁运,就是常常“掉链子”。一旦进口产品出了问题,会影响到整个研制进度。

  铷原子钟是其中典型的例子。铷原子钟被誉为卫星导航定位系统的“心脏”,是决定定位系统性能的主要因素之一。

  “为了进口铷钟,我们与欧洲某公司负责人从白天谈判到凌晨四五点,仍旧谈不下来,不是要价太高,就是性能指标提不上去。”谢军说,“像星载铷钟这样的关键产品,必须自己干!”

  尝尽受制于人的被动与辛酸,中国航天人愈发坚定了“把发展的主动权牢牢握在自己手中”的信念,在北斗导航系统区域组网建设中,中国航天科技集团五院大力推进进口产品的国产化替代工作。

  五院西安分院和510所经过数年的研制,相继攻克了铷钟寿命、长期稳定度等难题,研制出中国第一台铷钟。

  谢军说,高精度铷钟是新发射的北斗双星有效载荷的核心设备。相比之前,新一代高精度铷钟的定位、测距和授时等功能更加精准,可提供更加精确的定位服务。

  此外,北斗双星配备了高轨卫星综合电子系统,被称为卫星的“最强大脑”。如果把卫星比作人体,过去中国的卫星大多拥有两个“大脑”,其中一个主管思考、视觉和四肢运动等功能;另一个负责卫星的生理调节及与外界的交流。

  五院502所新研发的“综合电子系统”可以实现“一脑两用”,一套系统就可以实现过去两个卫星“大脑”的功能。

  据介绍,“最强大脑”应用了中国自主知识产权芯片、操作系统以及应用软件,其核心产品——中心管理单元的质量、功耗、体积比以前大大减小,计算性能却是以前的3倍,通信能力和可靠性均达到国际先进水平,自主管理、自主诊断和生存能力得到全面提升。

  从转运、升空到巡天,北斗双星的太空之旅要接受高温、高压、剧烈震动的多重考验。为了保护它们的健康,中国航天科技集团五院529厂的专家们为北斗双星打造出一副能够力扛千斤的“钢筋铁骨”,首次采用了桁架式主承力结构,比传统的结构承载能力更强,重量更轻,国外只有少数几个国家掌握此项技术。

  据了解,新北斗双星的动力系统首次全面采用的新一代发动机,它的重量只有600克,却承担了卫星整个寿命期间的姿态控制与轨道调整任务。新型发动机的寿命从8年延长到15年以上,动作的精准度比以前提升了整整一倍。

  专家介绍,随两颗卫星远征的CMOS相机是中国航天科技集团五院508所新产品。相机成功“瘦身”1/7,体积和功耗大幅降低,图像质量却显著提高,足以应对太空中恶劣的成像条件。
http://news.xinhuanet.com/fortune/2015-07/26/c_1116041587.htm
chengangxx 发表于 2015-7-26 15:55 | 显示全部楼层
zhh894217 发表于 2015-7-26 14:46
北斗双星脱胎换骨 关键部件全部“中国智造”
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2015年07月26日 10:59:34 来源: 新华网

  专家介绍,随两颗卫星远征的CMOS相机是中国航天科技集团五院508所新产品。相机成功“瘦身”1/7,体积和功耗大幅降低,图像质量却显著提高,足以应对太空中恶劣的成像条件。

   导航星装cmos干什么用?
kktt 发表于 2015-7-26 16:20 | 显示全部楼层
zhh894217 发表于 2015-7-26 14:46
北斗双星脱胎换骨 关键部件全部“中国智造”
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2015年07月26日 10:59:34 来源: 新华网

星载计算机用了自己的芯片,可能是772所的抗辐射32位SPARC V8处理器BM3803MGRH
padamsli 发表于 2015-7-26 16:32 | 显示全部楼层
中科院北斗导航卫星的新闻里,没有提到监视相机。
naugty 发表于 2015-7-26 17:41 | 显示全部楼层
kktt 发表于 2015-7-26 16:20
星载计算机用了自己的芯片,可能是772所的抗辐射32位SPARC V8处理器BM3803MGRH

是502所得SOC2012。

刚刚发射成功的北斗导航双星身上有着很多代表着我国最先进生产力的技术和产品。一个如指甲大小的系统芯片——SoC2012,以其超越目前星载计算机10多倍的运算速度赋予了卫星大脑高智商,这个芯片是我国自主研制的航天电子产品,由中国航天科技集团五院(下简称五院)502所设计研制。这一产品率先攻克了抗辐射加固设计及容错设计等核心技术,从芯片流片、加固、封装,到检测的工艺及方法均有了长足进步。“像高性能芯片这样具有我国自主知识产权的产品还有很多,相关的工艺和技术除了应用在北斗导航卫星的研制外,还能在我国很多产业、行业中进行推广”,五院北斗导航卫星系统总指挥迟军介绍道。


http://scitech.people.com.cn/n/2015/0726/c1007-27361220.html
naugty 发表于 2015-7-26 17:46 | 显示全部楼层
北斗导航家族“步步高”

7月25日发射成功的北斗导航双星“兄弟”属于我国北斗导航卫星系统建设战略第三步(于2020年左右,建成由5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成的覆盖全球的北斗卫星导航系统,前两步即建立起完善的北斗导航试验系统和覆盖亚太地区的北斗卫星导航系统已实现)的初始阶段,作为北斗家族的新成员,在继承前面“众兄弟”优点的基础上,又有着自己独特的优势。“我们在推进北斗导航卫星研制的过程中,不断创新理念、技术,优化流程,升级产品,从这个角度来讲,北斗导航双星‘兄弟’是他们哥哥们的升级版”,中国航天科技集团五院北斗导航卫星系统总设计师谢军告诉记者。


寿命长 性能指标大跨越


在之前北斗导航卫星8年可靠性设计基础上,此次发射的两颗卫星寿命将提高到12年,这对卫星的总体设计和各分系统都提出了更高的要求。


五院总体部立足于任务需求,自主研发了我国首个全桁架式卫星平台,形成了具有自主知识产权的星间链路网络协议和系统方案的设计,为全球系统快速组网奠定了坚实的基础。


卫星在轨稳定工作12年,控制分系统要实现至少60天完全自主运行的目标,这对卫星的“大脑”提出了极高的要求。五院502所研制的首个高轨卫星综合电子系统被称为“最强大脑”,它的成功在轨应用,推动着中国航天综合电子技术的跨越式发展,为卫星电子系统智能化、集成化、轻量化和高可靠寻求了最优的解决方案。研发自主可控的“中国芯”是搭建“最强大脑”十分重要的一步。卫星上应用了我国自主知识产权的四核片上系统SoC2012和国产化ASIC芯片,这两种产品从方案到控制算法,从硬件到SpaceOS2.0操作系统、再到应用软件,均为100%中国制造,其性能大幅超越上一代产品。中心管理单元(CMU)是“最强大脑”的核心产品,质量较过去减少了1/3多,功耗、体积大大减小;计算性能是之前导航卫星的3倍,通信能力和可靠性均达到国际先进水平,自主管理、自主诊断和生存能力得到全面提升。


卫星采用全新导航卫星专用平台,动力系统首次全面采用了五院502所研制的新一代双组元10N发动机即10NG,重量只有600克,却承担了卫星整个寿命期间的姿态控制与轨道调整任务,是我国目前唯一使用的长寿命双组元姿控发动机。相比于之前导航卫星上做出重要贡献的10N发动机,10N改进型发动机增加了更多的“技能”:其节省的燃料可以为卫星延寿的时间将以年计;最长累积点火时间可达到90小时以上;动作的准确度和精度提升了整整一倍,保证了在任何时间任何地点,只要卫星需要,都能在第一时间毫无偏差的做到位。


随两颗卫星成功远征的CMOS小相机是中国航天科技集团五院508所CMOS相机家族的“第二代+”产品。在外形上,相机成功“瘦身”1/7,体积和功耗也大幅降低,在太空实现了“环保经济”;相机首次具备了一张16G的内存卡,可以存储256张照片;首次采用多斜率积分成像技术,在以往全局测光的基础上新增局部测光功能,可以对想要呈现的具体景物单独测光,保证图像更加清晰自然;该技术还提高了图像的动态范围,避免照片曝光过度或光线太暗导致的成像模糊,使相机足以应对太空中恶劣的成像条件,图像质量显著提高。


五院510所研制的高精度铷钟是两颗卫星有效载荷的核心设备,为整个卫星提供时间基准和频率基准,其稳定度直接决定了导航卫星的精准度。相比前期导航卫星铷钟物理部分,高精度铷钟物理部分的真空万秒稳定度提高了10倍,导航精度更加精确,自主导航时间延长。


科学干 研制效率大提升


为了让“双星”兄弟顺利与天上的“众兄弟”汇合,更好的完成使命,广大航天科研工作者勇于创新,优化流程,在研制过程中,探索出了很多提高效率的方法。


经过前期北斗导航卫星的探索与实践,五院总装与环境工程部形成了整星批试验的技术体系,具备了完整的批试验技术流程,研制出成套的批试验专用工装,在国内首次实现了大型航天器批量化热试验,缩短了试验周期。刚刚发射成功的北斗导航双星就实现了并行热试验,这是国内首次中型卫星双星在同一容器内并行进行热平衡、热真空试验。另外,在卫星的振动试验中,该部还采用了力限振动控制方法,此方法首次在正样星应用,标志着该技术的逐步成熟。

仿真系统的应用为研制任务的顺利完成提供了技术支持和质量保证。总装工艺师们发明了基于航天器装配仿真技术的虚拟装配方法,实现了卫星群总装流程优化、大重及特殊设备安装、逆流程操作等难题解决方案的可行性验证与风险分析,关重设备安装及逆流程操作一次合格率100%,既省时省力,又能提前发现装配风险;电磁兼容仿真系统也为五院529厂研发的一种插板式二次电源产品做出了突出贡献。这种电源产品是将6个小模块电源集成在一起的板卡式组件产品,集成度高带来的是复杂的电磁影响关系,试验次数多是影响任务进度的难点,而在仿真系统的帮助下,原来要验证一个设计,往往需要做十几次试验,现在在电脑中进行仿真,不光速度快,还能直接生产各种数据,让设计师改进设计时有据可依。


北斗导航卫星贮箱的研制,批量大、节点紧,五院510所将贮箱产品的生产过程划分为通用相似零组件生产阶段和产品组装阶段,将以前按技术流程组织生产的模式,转变为按零组件生产,实行表格化管理,生产进度细化到每一个工序。打破型号壁垒,避免了由于缺乏整体协调、各型号之间抢占生产资源的现象,使生产线上的每个环节的能力都发挥到最佳,提高了生产效率。


作为北斗家族的新成员,双星“兄弟”的亮点还有很多很多;科研人员的创新故事也远不止这此,在此只能截取其中的代表加以介绍,期望大家对这个“家族”有更深的了解,对我们的北斗导航系统更有信心!(朱红梅)


kktt 发表于 2015-7-29 13:29 | 显示全部楼层
naugty 发表于 2015-7-26 17:41
是502所得SOC2012。

cpu是772所的,502拿来做soc

http://digitalpaper.stdaily.com/ ... /content_311922.htm

北斗卫星使用国产CPU

    科技日报讯 (记者高博)7月25日在西昌发射的两颗新一代北斗导航卫星,全部使用国产微处理器芯片(CPU)。这是国产宇航级CPU首次在实用卫星上担当主纲。另外,将2颗卫星准确送入轨道的“远征一号”上面级火箭,也使用了相同的国产CPU。

    无大气层保护,集成电路极易被宇宙射线干扰而出现功能故障,芯片要“抗辐射加固”后,才能在太空工作。集成电路抗辐射加固技术是航天的核心共性基础技术。

    于1994年成立的航天772所,专门研制宇航芯片。所长赵元富说,772所的技术路线是在芯片设计环节而非制造环节添加抗辐射特性,其宇航芯片可在普通芯片流水线上制造。他们迄今已研制成功200多种抗辐射加固集成电路。

    宇航CPU是卫星的核心芯片,任务是接收地面指令、处理载荷数据、管理控制姿态等,相当于卫星的大脑。此次在北斗双星和“远征一号”上面级火箭上的CPU芯片,只有拇指甲盖大小,是航天772所历时10年研制的,圆了航天人的“中国芯”之梦。

    除了CPU,北斗双星和上面级上的数据总线电路、转换器、存储器等近40款产品均为航天772所研制和生产,这是中国卫星首次成体系、批量使用国产芯片,对航天工程的自主可控和创新发展是一里程碑。
 楼主| zhh894217 发表于 2015-7-31 13:39 | 显示全部楼层
李旭评:痴迷科研甘为寂寞
来源:中国航天报   日期:2015/07/29

李旭评是中国航天科技集团公司八院811所卫星电源分系统主任设计师。同事们都说他有种特殊的能力,技术上出现难题了,找他便可以答疑解惑;某个技术状态僵持不下来了,请他来拍板便可。

“新一代北斗导航卫星的电源技术是崭新的。前不久,大伙儿集聚攻关其中一个镜像源电流环采样电路,一筹莫展,便找到了李老师。当时已是晚上9点,他让我们回家,第二天一早,他将查好的资料摊在我们面前,说‘拿这个试试看’,难题很快解决了。”徒弟朱敏杰说。

李旭评刚参加工作时的师傅马鲁身这样评价他,“他很好学,满脑子都是科研的事。”

从2004年到2014年,李旭评先后完成了5颗北斗二号组网卫星一次电源子系统控制单机的设计、研制、测试、交付和发射等工作,最终突破了北斗二号卫星一次电源子系统的各项关键技术,形成高轨卫星高可靠、长寿命电源平台,并申请了多项国家专利技术,技术成果达到国内领先、国际先进水平。

在单位,李旭评被戏称为“只会做事不会赚钱的傻子”。“他工作起来非常苛刻。设计前,他会替设计师考虑很多问题,前期的元器件选购、技术方案的确定他都会全程参与;在PCU设计中,即使产品已经达到合理的指标范围,他还是会精益求精……”同事黄辉笑着说。

在北斗工程电源分系统的研制中,面对许多外协竞争单位的配套问题,李旭评提出了产品技术接口统一、技术状态严格控制等多个要求。电源分系统要直接与卫星总体及其他分系统协调,这些事情他一人便能搞定。

在两年技术攻关中,李旭评发明了一种创新式的管理办法,将每个人的工作细化到每一项,然后按时间节点给每项工作进行一个完成率的汇总,多个事件求和便是最后的成绩,有了直观数字的激励,大伙儿干活更拼了。

徒弟朱敏杰这样评价李旭评,“有他在,我们工作起来很踏实;有他在,即使我们的型号发生问题,也不会感到彷徨。但我们也不能有侥幸心理,因为他严谨的态度不会放过我们。”(缪新培)
http://zhuanti.spacechina.com/n994669/c1000030/content.html
 楼主| zhh894217 发表于 2015-7-31 13:41 | 显示全部楼层
新一代北斗显中国智慧
来源:中国航天报   日期:2015/07/29

——从北斗双星看中国航天元器件国产化能力

7月25日,由中国航天科技集团公司研制的新一代北斗导航卫星双星成功发射。与以往的北斗卫星不同,新一代北斗导航卫星多项关键元器件和所有关键部组件实现100%国产化,这标志着中国航天在卫星元器件自主可控和国产化方面迈上新台阶,中国卫星技术实力进一步增强。
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从“大脑”到“肢体” 全面国产化

据五院新一代北斗导航卫星总设计师王平介绍,此次发射的北斗双星从“大脑”到“肢体”都大量采用了国产元器件和关键部组件,这不仅显示了中国航天技术实力的提升,而且可以产生强大的示范带动作用,这对于航天型号研制的长期可持续发展具有重要意义。

“北斗双星的‘大脑’,其实就是卫星的中央处理器。”九院772所所长赵元富介绍,772所科研人员历时10年时间研制成功了这款拇指指甲大小的中央处理器,2011年它作为备份在试验卫星四号上成功运行,2015年初,它在远征一号上面级上成功运行,“这一次是我国卫星第一次全部采用国产空间用中央处理器。”

别看这款中央处理器“个头”不大,它却承担着控制星务管理主机的地面指令接收、载荷数据处理、姿态管理控制等重要工作,堪称卫星中最核心的元器件。在首批元器件国产化任务名录中,772所承研产品接近总数的一半。

除了中央处理器,卫星上的数据存储器、转换器、接口电路、行波管放大器、大功率微波开关等60多项关键产品均为我国自主研制。
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卫星电池升级 用上锂电子

锂电子蓄电池组主管设计师杨淼介绍,这次发射的北斗双星首次采用了八院811所研制的锂电子蓄电池组,再加上新型的电源控制器进行电源管理,使得北斗卫星的电源使用水平实现了升级换代,达到了北斗卫星对电池“高可靠、长寿命、轻量化”的设计目标。令电源分系统研制人员感到十分自豪的是,该电池组实现了元器件的100%国产化,产品性能比肩国际先进水平。

由811所和513所研制的新型电源控制器,堪称北斗卫星的“智能电源管家”。这款历时三年研制成功的电源控制器采用了先进的技术方案,不仅具备充电、放电、分流三种常用功能,还具有自我诊断治疗能力。由于冗余设计充分,在部分线路出现故障的情况下,电源控制器可以实现自动切换,继续进行正常电源管理。

卫星电源分系统副主任设计师徐慧栋告诉记者,仅电源控制器一个单机产品就包含300余种1万多个元器件,国产化率达到96%以上,这个比例的取得十分不易。

“实现卫星元器件国产化和自主可控,对于中国人早日建成属于自己的全球卫星导航系统的意义不言而喻。”北斗卫星导航系统高级顾问孙家栋院士十分关心元器件国产化工作,他对各单位在国产化方面作出的努力给予充分肯定,也寄托了殷切期望。(刘淮宇)
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http://zhuanti.spacechina.com/n994669/c1000410/content.html
 楼主| zhh894217 发表于 2015-7-31 13:45 | 显示全部楼层
六载创新之路 打造国产双星
来源:中国航天报   日期:2015/07/29

——我国第18、19颗北斗导航卫星研制记

中国又一次成功实施北斗导航卫星的一箭双星发射了,上一次以一箭双星的方式发射北斗卫星是在2012年9月。不同于以往,7月25日由长征三号乙/远征一号火箭成功发射入轨的第18、19颗北斗导航卫星,是由远征一号上面级直接“护送”到工作轨道的。

这次升空的北斗双星“身份特殊”:它们不仅是中国航天科技集团公司研制发射的第一批新一代北斗导航卫星,承担了大量新技术验证工作,而且作为中圆轨道的北斗卫星,在全球组网任务中一共将发射24颗,占据整个系统30余颗卫星中的绝大多数。
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状态基本一致 堪称孪生兄弟

身高均为2.2米,体重都是1014.2公斤,打眼一看连外形都基本一样。“我能把这两颗卫星叫做‘双胞胎’吗?”对于记者的疑问,卫星总设计师王平不假思索地回答:“没问题。”

王平介绍,除了搭载的个别载荷有所不同,两颗卫星的设计状态是基本一致的,说他们是孪生兄弟恰如其分。

“双胞胎”的诞生可谓生逢其时。2009年,集团公司为了满足北斗卫星导航系统建设需要,专门成立了新一代北斗导航卫星项目办,负责包括这两颗中圆轨道卫星和另一颗倾斜地球同步轨道卫星的研制工作。

这三颗卫星承担着发射并建成在轨验证系统,完成系统方案和体制、关键技术、系统间接口和运行管理的在轨试验与验证,确定未来北斗全球卫星导航系统的技术状态等重要使命,直接关系到后续组网建设的进程。尤其是这两颗按照正式组网批产状态研制、同时投产的中圆轨道卫星,在全球组网中一共需要发射24颗,因此尽快完成新技术验证和定型对于后续同类卫星研制工作具有重要意义。

历时六年研制 呈现六大亮点

从2009年成立专门的项目办和研制团队算起,这两颗卫星一共经历了6年的研制时间才发射升空。究其原因,新技术多、新产品多、国产化程度高是主要因素。王平介绍,研制团队攻克了重重困难,创造出新产品采用率超八成、所有关键部组件100%国产化的突出成绩,呈现出六个方面的突出亮点。

首次采用全新的全球卫星导航信号体制,可与GPS等国际主流导航系统实现系统兼容和互操作,实现了用于全球组网的北斗卫星信号体制与之前区域组网的的北斗卫星信号体制的平稳过渡;

新增加了一路全新的S频段导航信号,使我国在掌握频段资源上占据了主动;

首次为北斗卫星增加了星间链路功能,星与星之间可实现通信、测距,进而实现星间、星地联合精密定轨、全球一站式测控等功能,大大提升导航系统的自主可控能力;

采用了全新的高精度星载原子频标,使导航定位精度进一步得以提高;

采用了大量国产化元器件和部件,元器件种类国产化率达到86%以上,电源控制器、锂电子蓄电池组、行波管放大器等关键部件全部实现国产化;

采用了五院研制的导航卫星专用平台,运用了综合电子等先进技术,在使卫星功能、性能提高的同时,大大减轻了卫星重量,更适应于上面级一箭双星发射。
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精心测试体检 不带隐患上天

作为北斗卫星全球组网的首发双星,北斗卫星导航工程总体、集团公司和参研各院都对两颗卫星的发射给予高度关注。卫星发射试验队在进入发射场的第一时间,就制定了“工作零缺陷、产品零故障、不带问题转场、不带疑点发射”的质量目标,严格按照计划开展“三查双想”及故障应急预案制定工作。

为了让“两兄弟”以良好的精神面貌入轨工作,发射前的“体检”至关重要。结合双星发射的特点,这次发射场测试工作的数据判读有其自己的特点。

一是测试与判读工作同步开展,确保在第一时间完成判读工作,当日事当日毕;二是实行测试数据现场四级审核制度,测试人员、测试指挥、总体判读岗、分系统技术负责人四个层级要依次审核签字;三是将单颗卫星在五院和发射场不同时期测试的数据进行纵向比对,为每颗卫星编制个人“体检报告”;四是将“两兄弟”的测试数据进行相互间横向比对,看看两者在并行测试、环境变化相同、单机技术状态相同的情况下,表现是否一致。

在发射场准备期间,双星状态良好,没有发生任何质量问题。成功发射入轨、正式在轨运行后,北斗双星的表现如何,更加值得我们期待。(刘淮宇)
http://zhuanti.spacechina.com/n994669/c1000433/content.html
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