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地面监测接收机:北斗二号的“卫星医生”

在近日召开的国家科学技巧奖励大年夜会上,北斗二号卫星工程荣获国家科学技巧进步奖特等奖。在这项工程中,有一位“医生”立下了汗马功勋。

它有一双“千里眼”,可以穿越星海“望”到北斗二号卫星轨道,并精准的找到卫星的位置;它有一对“顺风耳”,能“听”懂卫星“说话”,把卫星旌旗灯号转化成数据,监测、判断卫星的旌旗灯号质量和星历信息;它有一颗“玲珑心”,经由过程悉心“查”看,评判卫星康健与否。

除了医术精湛,它还配有精心扶植的高精尖的“病院”——监测站,确保诊断结果精准有效地传回“诊断中间”。

它便是北斗二号卫星导航系统扶植核心支撑单位之一——中国电子科技集团公司20所为北斗二号卫星工程量身定制的地面监测接管机,业界人称“卫星医生”。

国产零的冲破

“卫星医生”医术精湛,它的来历同样也不简单。众所周知,只有“康健”的卫星才可以介入定位办事,地面监测接管机主要感化于精准“找到”卫星,理解卫星的“说话”,专业评判出一颗卫星是否“康健”。

这个“诊疗”历程听起来很简单,但据一位技巧专家先容:“别看地面监测接管机身材‘娇小’,但便是这个只有电脑机箱大年夜小的器械,功能却是环球无双,基础上席卷了地面系统险些所有的技巧难点。”

作为北斗二号的“眼睛”,地面监测接管机必须先于所有系统顺利研发,才能确保全部工程中其他空中和地面系统的顺利运行。一样平常来说,卫星越多,定位精度越高。北斗二号由浩繁卫星组成,系统的定位办事机能要达到最精准,这对地面监测接管机的丈量和定位精度要求极高。

然而,受限于大年夜规模集成电路设计和制造工艺水平的限定,以及核心技巧被国外封锁,高精度丈量必要从零开始,宽带抗多径天线技巧必冲要破,高机能抗滋扰技巧领域从未涉足……

要实现“地面监测接管机”国产化零的冲破,太难太难。

“脑洞”孕育高超医术

虽然艰苦重重,然则中国电科20所却冲破思维,创造性地提出“散播式”的设计理念,攻关团队对首先所有技巧难点进行分类,形成5大年夜关键技巧难点,针对不合的技巧领域组成攻关团队进行分平台技巧攻关,在单平台上实现5大年夜技巧难点零的冲破,终极在整机长进行技巧集成。

在技巧集成的时刻,技巧职员又碰到了难题。在单平台上,可以不用斟酌平台尺寸和硬件资本的占用问题,但在整机上集成的时,则必须斟酌到在有限的空间内实现多平台的协同事情。分平台的技巧难点本身很难冲破,工程义务进度节点如饥似渴,究竟若何破解整机集成的难题?

终极,攻关团队借鉴了银河III号高机能谋略机的设计要领,经由过程在整机平台上“着四肢举动”达到集成的目的,仅用了一年的光阴,便完成了大年夜型联调联试30余次,大年夜小测试科目100余项,所测科目均满意试验大年夜纲要求,实现了整机设置设备摆设国产化率高达90%以上,对北斗系统周详定轨、齐全性监测起到紧张的支撑感化,为北斗系统周全国产化成功“试水”,在机能上填补了海内空缺,达到国际领先水平,被业界誉为“海内高机能卫星旌旗灯号接管设备的至高点”。

最勤劳的卫星“病院”

地面监测接管机必须配备监测站——卫星“病院”,用以进行数据采集和处置惩罚。这些数据不仅是卫星数据,还包括监测站响应区域的气候、温度、湿度、气压等信息。

“我们的监测站就像是‘中枢神经’,把地面监测接管机里所有信息吸纳过来,发送出去,吸收外部的反馈信息,然后奉告地面监测接管机那个卫星是‘康健’的。”中国电科20所所长助理、监测站总师任小伟说。

为确保北斗二号的靠得住性,卫星“病院”的数据采集和传输必须确保一年365天不能断,为确保北斗二号系统精准度,其数据采集还必须有只管即便广的覆盖面。在扶植监测站的时刻,必要全盘斟酌这些身分。

从沿海到高原,从西藏的无人区到新疆的边陲线,仅有9小我的扶植团队在6年间横跨了整其中国进行站点的结构,面对高温高湿高寒缺氧的情况,在系统设计的时刻就必要斟酌到设备的冗余备份,保障数据的继续性和稳定性。北斗系统要求数据处置惩罚光阴不得跨越0.4秒,以往的软件处置惩罚光阴不能够满意标准要求,但20所经由过程创造性的研制出数据硬件处置惩罚设备,经由过程硬件传输和处置惩罚信息确保了数据处置惩罚的实时性。

根据国务院宣布的《中国北斗卫星导航系统》白皮书,中国将在2020年前后,完成35颗卫星发射组网,为举世用户供给办事。今朝,中国电科已经派出了22名卫星“医生”,并结构了22个监测站,在广袤大年夜地上守护“星星”们的康健,为北斗卫星导航系统举世化结构供给坚实的工程和技巧保障。

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