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30年“排星布陣”!北斗收官之星測(cè)試完成,產(chǎn)值預(yù)計(jì)超4300億元

發(fā)布日期:2020/7/29 9:30:17

6月23日,第55顆北斗衛(wèi)星發(fā)射成功后,進(jìn)行了近一個(gè)月的在軌測(cè)試,測(cè)試結(jié)果全部合格,北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)即將實(shí)現(xiàn)全球組網(wǎng)。這標(biāo)志著北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),將與其他全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)并肩,為全世界提供定位、導(dǎo)航和授時(shí)服務(wù),這是我國(guó)第一個(gè)面向全球的重大公共服務(wù)空間基礎(chǔ)設(shè)施。

 

 

從北斗一號(hào)到北斗三號(hào),經(jīng)過(guò)了30年的排星布陣,北斗導(dǎo)航系統(tǒng)誕生的背后,究竟有哪些不為人知的故事呢?

 

30年磨一劍

從1994年北斗一號(hào)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)工程正式啟動(dòng),到2020年建成北斗三號(hào)系統(tǒng),向全球提供服務(wù)。中國(guó)經(jīng)過(guò)了近30年的努力,現(xiàn)在成為了繼美國(guó)、俄羅斯之后,世界上第三個(gè)擁有自主衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的國(guó)家。

 

 

謝軍,航天科技集團(tuán)五院北斗三號(hào)工程副總設(shè)計(jì)師、北斗三號(hào)衛(wèi)星首席總設(shè)計(jì)師,是我國(guó)導(dǎo)航衛(wèi)星從無(wú)到有的見證人。經(jīng)過(guò)了上萬(wàn)個(gè)日日夜夜的風(fēng)雨兼程,他和團(tuán)隊(duì)成功實(shí)現(xiàn)了上千項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)的突破。最終使得北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),可以為全球用戶提供全天候、全天時(shí)、高精度的定位、導(dǎo)航和授時(shí)服務(wù)。

 

 

 

 

陳斌是航天科技集團(tuán)五院北斗三號(hào)衛(wèi)星控制分系統(tǒng)副主任設(shè)計(jì)師??刂品窒到y(tǒng),是衛(wèi)星在天上保持正確軌道、正確姿態(tài)的總指揮,它會(huì)實(shí)時(shí)搜集衛(wèi)星的軌道和姿態(tài)信息,一旦發(fā)現(xiàn)有所偏離,就指揮衛(wèi)星回到正常狀態(tài)。因此星箭分離那一刻,他們的工作才算真正開始。

 

 

 

6月23日,9點(diǎn)43分,當(dāng)火箭一飛沖天,整流罩與火箭分離后,陳斌一直揪著心,他在等著太陽(yáng)帆板自動(dòng)打開。只有太陽(yáng)帆板正常打開后,衛(wèi)星才具備完整的能量來(lái)源。而此前的54顆北斗衛(wèi)星,太陽(yáng)帆板展開這一環(huán)節(jié),需要通過(guò)地面人為干預(yù),判斷各工況、條件允許后才能展開,整個(gè)過(guò)程需要40分鐘。而這一次,衛(wèi)星將第一次自主展開太陽(yáng)帆板,而且整個(gè)展開的過(guò)程要在2分鐘之內(nèi)完成。

 

 

陳斌表示,作為北斗三號(hào)控制分系統(tǒng)的設(shè)計(jì)師,他們要在衛(wèi)星發(fā)射前,排除上百種可能發(fā)生的問題,提供多種故障預(yù)案。

 

 

陳斌試驗(yàn)室內(nèi)間桌子上,擺放著中央管理單元、太陽(yáng)敏感器、陀螺等十幾件產(chǎn)品,與最后一顆北斗三號(hào)衛(wèi)星控制分系統(tǒng)完全相同。它們與模擬器結(jié)合形成與北斗三號(hào)完全相同的操作環(huán)境。這里不僅可以驗(yàn)證故障預(yù)案可行性,一旦衛(wèi)星在飛行過(guò)程中出現(xiàn)任何故障,這里還可以馬上復(fù)現(xiàn)、找到問題并進(jìn)行解決。

 

2020年6月23日,10點(diǎn)08分,星箭分離70秒后,太陽(yáng)帆板自主展開,陳斌一直懸著的心終于放下來(lái)了。

 

 

披星戴月、風(fēng)雨兼程

 

6月30日下午,我國(guó)北斗三號(hào)全球?qū)Ш较到y(tǒng)收官之星通過(guò)5次變軌,經(jīng)歷8天的長(zhǎng)途跋涉,最終進(jìn)入36000公里的圓軌道,成功定點(diǎn)在東經(jīng)110.5°工作軌位。

 

 

然而,成功進(jìn)入自己工作崗位的收官星并沒有正式“開工”。與此同時(shí),航天科技集團(tuán)五院北斗三號(hào)衛(wèi)星總體主任設(shè)計(jì)師聶欣,正在和同事們準(zhǔn)備給剛剛進(jìn)入預(yù)定軌道的北斗收官之星,進(jìn)行一次全面的“體檢”,確保收官星在實(shí)際傳播條件下,各個(gè)通道性能、信號(hào)等一切穩(wěn)定正常。

 

 

 

太空雖然廣袤浩瀚,但很多頻率、信號(hào)資源卻有時(shí)限。根據(jù)國(guó)際民航組織的標(biāo)準(zhǔn),任何國(guó)家申請(qǐng)擴(kuò)頻碼的數(shù)量是有時(shí)限的,如果未在規(guī)定的日期前使用,便有被收回的風(fēng)險(xiǎn)。

 

負(fù)責(zé)“收官星”整星十幾個(gè)系統(tǒng)、幾百臺(tái)單機(jī)質(zhì)量的總體把控,讓聶欣感受到了前所未有的壓力。他們需要爭(zhēng)分奪秒,確保衛(wèi)星在特定時(shí)限內(nèi),達(dá)到特定的軌道位置。從工程伊始,聶欣他們便以百米沖刺的速度,來(lái)跑這場(chǎng)意義非凡的馬拉松。

 

 

EMC,就是電磁兼容性,是衛(wèi)星發(fā)射前最關(guān)注的問題之一。因?yàn)橐坏┌l(fā)生電磁兼容性問題,將會(huì)影響衛(wèi)星在軌正常工作,地面有可能收到錯(cuò)誤信息,甚至丟失信息。為了不出紕漏,聶欣他們進(jìn)行了成千上萬(wàn)次的分析試驗(yàn),解決了一個(gè)又一個(gè)棘手的問題。

 

 

 

漫漫北斗路,家人的支持、科研人員們的全身心投入,讓謝軍、聶欣和千千萬(wàn)萬(wàn)個(gè)北斗人一樣,一路披荊斬棘,為北斗衛(wèi)星保駕護(hù)航,北斗的夢(mèng)想,正在新一代工程師手中締造。

 

聶欣表示,各個(gè)導(dǎo)航系統(tǒng)都具有兼容性,北斗衛(wèi)星數(shù)量越多,意味著在定位過(guò)程中所占權(quán)重越大,所能提供的定位精度越準(zhǔn)確。在一款可以測(cè)試實(shí)時(shí)收到衛(wèi)星信號(hào)的手機(jī)應(yīng)用上,可以清晰地看到中國(guó)北斗導(dǎo)航系統(tǒng)、美國(guó)GPS系統(tǒng)、俄羅斯格洛納斯系統(tǒng)以及日本準(zhǔn)天頂衛(wèi)星QZSS系統(tǒng),而北斗衛(wèi)星數(shù)量最多。

  

 

交通運(yùn)輸部發(fā)布的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示:目前,我國(guó)已有超過(guò)660萬(wàn)輛道路營(yíng)運(yùn)車輛、5.1萬(wàn)輛郵政快遞運(yùn)輸車輛、1356艘部系統(tǒng)公務(wù)船舶、8600座水上助導(dǎo)航設(shè)施、109座沿海地基增強(qiáng)站、300架通用航空器應(yīng)用了北斗系統(tǒng)。在首架運(yùn)輸航空器上也安裝使用了北斗系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了零的突破。

 

《2020中國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航與位置服務(wù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書》披露的數(shù)據(jù)顯示:2019年我國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航與位置服務(wù)產(chǎn)業(yè)總體產(chǎn)值達(dá)3450億元,較2018年增長(zhǎng)14.4%,其中與衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用直接相關(guān)的產(chǎn)業(yè)核心產(chǎn)值為1166億元,在總產(chǎn)值中占比為33.8%。目前,國(guó)產(chǎn)北斗基礎(chǔ)產(chǎn)品已出口120多個(gè)國(guó)家和地區(qū)。而隨著北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)全球部署的完成,未來(lái),我國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航市場(chǎng)的產(chǎn)值預(yù)計(jì)將超過(guò)4300億元人民幣。

 

 

從一片空白、到奮力追趕,再到和世界領(lǐng)先的全球?qū)Ш较到y(tǒng)并肩而立,北斗問天之路濃縮著幾代科研人員的心血。在這條崎嶇的道路上,科研人員們沒有捷徑可以走,只有靠自己刻苦鉆研、自主創(chuàng)新、自我超越,走出了一條獨(dú)特的探索之路。
 




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