GPS天線廠家淺談新技術(shù)“搭橋”北斗雙星

8月9日，第十八、十九顆北斗導航衛(wèi)星首次實現(xiàn)星間鏈路建立。隨后，第十九顆北斗導航衛(wèi)星通過星間鏈路，由第十八顆北斗導航衛(wèi)星順利接收并傳回第一幀星間遙測。

   這是繼7月25日上述兩顆北斗導航衛(wèi)星在西昌衛(wèi)星發(fā)射基地成功升空后傳回的又一捷報。

   星間鏈路的建立，標志著我國成功驗證了全球?qū)Ш叫l(wèi)星星座自主運行核心技術(shù)，為實現(xiàn)全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)奠定了堅實的基礎(chǔ)。而在兩顆北斗導航衛(wèi)星“搭橋”的背后，離不開對星間鏈路網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、空間相控陣天線、自主導航技術(shù)、綜合電子分系統(tǒng)等多項新技術(shù)的攻關(guān)。

   修建聯(lián)通衛(wèi)星的“高速公路”

   北斗雙星要沖出亞洲、走向世界，就要對空間環(huán)境進行靈活應(yīng)變，保持衛(wèi)星與地面、衛(wèi)星與衛(wèi)星之間的互聯(lián)互通。突破北斗導航星座自主運行技術(shù)，成為研制團隊面臨的首要任務(wù)和最大難點。

   “我們必須走自主可控之路，否則無法實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展?！北倍穼Ш叫l(wèi)星總設(shè)計師謝軍說。

   然而，在浩瀚的宇宙間修筑連接兩顆小小衛(wèi)星之間的“高速路”談何容易。為此，中國航天科技集團公司五院（以下簡稱航天五院）設(shè)立了全新的自主運行分系統(tǒng)，并且投入充分的資源保障，重點攻關(guān)星間鏈路和星座自主導航技術(shù)。

   研制團隊經(jīng)過攻關(guān)，率先提出了混合型新體制星間鏈路方案，完成了星間鏈路需求分析與設(shè)計，形成了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的星間鏈路網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和系統(tǒng)方案的設(shè)計。

   與此同時，團隊攻克了空間相控陣天線等技術(shù)難關(guān)，確保北斗導航衛(wèi)星隔空“一握”又穩(wěn)又準。

   北斗導航衛(wèi)星總設(shè)計師王平表示：“星間鏈路功能讓星與星之間實現(xiàn)了通信、測距，進而大大提升了導航系統(tǒng)的自主可控能力。”

   為“北斗”寫下共同“語言”

   衛(wèi)星之間的硬件聯(lián)通后，只有實現(xiàn)軟件上的實時互通，才能使衛(wèi)星開展完美“對話”。這里的“軟件”，就是指“自主導航技術(shù)”。

   這項技術(shù)能使導航衛(wèi)星脫離，獨立自主地開展導航任務(wù)，為用戶提供高精度的導航服務(wù)。據(jù)記者了解，當前，國際上各導航系統(tǒng)都在全力攻克星座自主導航技術(shù)。

   自2000年起，航天五院總體部在國內(nèi)率先開展了星座自主導航技術(shù)研究。10年后的2010年，該團隊承擔了國家北斗重大專項的自主運行關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)工作，通過自主導航總體方案設(shè)計到各類算法的設(shè)計和實現(xiàn)，歷時3年最終獨立自主地研制出星載自主導航軟件。

   在業(yè)內(nèi)人士看來，這項技術(shù)的成功開發(fā)，讓“北斗星”們得以操著共同的“語言”進行靈活而充分的對話，確保為全球用戶提供更好服務(wù)，并為國內(nèi)特定用戶更高要求的使用提供支持。

   “超級管家”精確指揮

   在北斗導航衛(wèi)星中首次出現(xiàn)的“綜合電子分系統(tǒng)”，被科研人員親切地稱為“超級管家”。該系統(tǒng)實現(xiàn)了對所有分系統(tǒng)健康運行的監(jiān)管，并組織調(diào)配力量全力實現(xiàn)衛(wèi)星的自主管理。

   早在2010年，新一代北斗導航衛(wèi)星方案論證之初，面對更快、更準、更精的技術(shù)要求，航天五院的設(shè)計師就全面優(yōu)化了衛(wèi)星設(shè)計方案，啟動了綜合電子分系統(tǒng)的預(yù)研工作。

   最新的“綜合電子分系統(tǒng)”在此前遙測遙控以及自主能源和自主熱控管理的基礎(chǔ)上，進行了升級。據(jù)航天五院相關(guān)負責人介紹，“綜合電子分系統(tǒng)”承擔了自主導航算法、星間網(wǎng)絡(luò)處理、姿態(tài)軌道控制、整星配電、整星加熱器管理和火工品管理等任務(wù)。

   該分系統(tǒng)從頂層優(yōu)化配置了整星的信息流和產(chǎn)品組合方式，減少了整星設(shè)備間的接口，與區(qū)域北斗導航衛(wèi)星的數(shù)管分系統(tǒng)相比減重達30%。同時，“綜合電子分系統(tǒng)”達到了新一代北斗導航衛(wèi)星自主導航功能和星間網(wǎng)絡(luò)處理功能對時間處理的高要求。

   “這兩顆衛(wèi)星的‘綜合電子分系統(tǒng)’，與區(qū)域?qū)Ш叫l(wèi)星的信息集成度相比大幅提升，從而提高了整星效率?！敝x軍表示。