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【新华网】北斗双星脱胎换骨 关键部件全部“中国智造”

发布时间:2015-07-31

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,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。
 
    北斗卫星总设计师谢军说,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。