航天科技集团研制北斗“先行者”助力北斗全球

5月23日~25日,在哈尔滨召开的第九届中国卫星导航学术年会上,中国航天科技集团有限公司所属单位展示了一系列北斗卫星导航系统及应用新产品,其中包括新型宇航级芯片;与此同时,还牵头开展与美国、俄罗斯等国在卫星导航系统民用服务与监测评估等领域合作的会谈,取得了重要成果。

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。

年会上,航天科技集团五院发布了两款“北斗神器”,一个是具有自主知识产权的国内首款宇航级应用多频多模导航SOC芯片“恒芯”,另一个是国产化设计的“北斗之翼”机载SBAS多模接收机。

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。

“恒芯”是导航解算处理核心芯片,可以兼容接收北斗等四大系统导航信号,能够为卫星提供高精度位置、速度、时间信息,同时也具有图像处理功能。

新技术上马

“恒芯”作为配套单机,通过商业卫星星座实现首飞验证。目前,航天恒星导航事业部紧随北斗全球组网建设浪潮投入到新一代导航芯片的研发中,瞄准北斗产业化应用,进一步促进导航芯片的技术革新和更新换代。

“先行者”无惧高难度

“北斗之翼”机载SBAS多模接收机是飞机航电系统最重要的部分之一。该终端基于北斗系统建设,通过接收导航卫星下传各种定位修正信息,可实现高精度定位功能,满足民航客机在不同飞行阶段所需导航性能的要求,打破了国外机载终端的垄断;其短报文功能,还可协助机场处理突发情况。

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。

航天科技集团九院也在年会上展示了卫星导航应用、卫星导航载荷、北斗地面运控系统、高精度陆基导航系统等4个应用场景,展示了自主研发的基带芯片、导航抗干扰产品、多体制高性能卫星导航信号模拟器、多模卫星导航接收机OEM板、多模卫星导航接收机等20多台套卫星导航应用产品。

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。

在年会期间,中国卫星导航系统管理办公室分别与美国GPS、俄罗斯GLONASS和阿盟的卫星导航主管部门开展了双边合作会谈,航天科技集团九院作为中美卫星导航合作“民用服务”、中俄卫星导航合作“监测评估”工作组的组长单位,牵头开展了与美国交通部、海岸警卫队,俄罗斯国家航天集团中央机械制造研究院及阿拉伯海运学院在民用服务与监测评估领域合作的会谈,并取得重要成果。

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。

作为我国北斗卫星导航系统工程建设的主要力量,航天科技集团不仅研制出北斗一号、北斗二号、北斗三号导航卫星,以100%的成功率完成了导航卫星的发射任务,还在应用产品研制、模式创新上全面发力,推进北斗导航服务国计民生,走进百姓生活,同时在卫星导航系统上积极开展国际合作。

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。

预计到今年年底,航天科技集团将完成约18颗北斗三号组网卫星发射任务,我国卫星导航与位置服务产业总产值将有望突破3000亿元。预计到2020年年底,我国将建成包括35颗卫星的卫星导航系统,为全球用户提供定位、导航等服务。 来源:航天科技网站

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。

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