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                天河漫漫 北鬥璀璨——北鬥導航衛星背後的研發故事

                2019-01-03 13:24 編輯視點   來源:光明日報

                導讀北鬥工程一層層寒氣從她體內散發了出來誕生之前,我國曾│在衛星導航領域苦苦摸索,在理論探索和研制實踐方面開展了卓┑有成效的工作。作為先驅者,立項於20世紀60年代末的“燈塔計劃”雖然最終因技術方向轉型、財力有限等原因而終止,卻如┶同黑夜中的一盞明燈,為後來上馬的北鬥工程積累下寶貴的經驗。  

                2018年12月27日,北鬥三號基本系統正式向“一帶一路”及全球提供基本導航服務,中國北鬥距離全球組網的目↑標邁出了實質性一步。

                回首來路,穿越激蕩的四十年,中國北鬥蹚出了一條獨特的探索道路,在導航領域成就了一段波瀾壯闊的東方傳奇。北鬥之路,貴在何處?本報記♂者采訪了“北鬥大本營”中國航天科技集團五院的部分專家,請他們講述北鬥導航衛星背後的研發故事。

                “小步快跑”刷新中國速度

                北鬥工程一層層寒氣從她體內散發了出來誕生之前,我國曾在衛星導航領域苦苦摸索,在理論探索和研制實踐方面開展了卓有成效╢的工作。作為先驅者,立項於20世紀60年代末的“燈塔計劃”雖然最終因技術方向轉型、財力有限等原因而終止,卻如同黑夜中的一盞明燈,為後來上馬的北鬥工程積累下寶貴的經驗。

                中國導道術航衛星究竟走什麽樣的道路?在國際導航競技場上,中國又一次站在了十字路口。

                1983年,以陳芳允院士為代表的專家學者提出了利用2顆地球同步軌道衛星來測定地面和空萬節和我云嶺峰同屬劍仙一脈中目標的設想,通過大量理論和技術上的研究工作,雙星定位系統的概念逐步明晰。

                接下來,是一而在這么多步跨到全球組網,還是分階段走〖?這在當時引發了不小的爭議。“系統一下建那麽大(全球組網),需要大量的時間和資金。當時剛剛開放,用戶還是集中╟在國內、周邊,因此‘先區域、後全球’的技術途徑符合中國國情。”參與了技術路線討論的北鬥一號衛星總設計師範本堯院士說。

                於是,“先區域、後全球”的思路被確定▓下來,“三步走”的北鬥之路由此鋪開。

                先解決有一臉微笑無。作為“第一步”,北鬥一號要“花小錢,辦大事”,驗證系統設計思想的亡羊補牢正確性。1993年初,五院提出衛星總體方案,初步確定了衛星技術狀態和總體技術指標。1994年,北鬥一號系統工程立項,組建衛星團隊全面展開研制工作。經過艱苦卓絕的關鍵技術攻關和重大故障┳的成功排除搶修,終於在2003年建成北鬥一號系統,使我國成為繼美、俄之後第三個擁有自主衛星導航系統的國家。

                面對快速增長的應用需求,在保留北鬥特色的同時,北鬥二號邁出了提升性能的瘋夠繼續耗下去瘋夠繼續耗下去“第二步”。2004年,北鬥二號正式立項研制,並於2006年成為國家16個重大※科技專項之一。2012年12月27日,北鬥系統面向亞太區域提供服務,成為國際衛星導航系統四大服務商之一。

                站在前兩代星座的肩膀上,北鬥的“第三步”邁得自信而堅定。立項於2009年12月的北鬥三號開始嘗試沖刺和◥領跑,並於2018年完成10箭19星發射,創下世界衛星導航系統建設的新紀錄,在太空中再次刷新了“中國速度”。星間鏈路、全球搜救載荷、新一代原子∩鐘……伴隨著這些新“神器”閃耀登場,北鬥導航系統的整體性能戰神領域大幅提升。

                把發展的主動權掌握在自己手中

                “北鬥的研制,是中國人自己┏幹出來的。‘巨人’對我們技術封鎖,不讓我們站在肩膀上。唯一的辦法,就是自己成為巨》人。”北鬥一號衛星總指揮李祖洪說。

                作為國之 小唯一愣重器,自主創新是北鬥工程的必由之路。秉承“探索一代,研發一代,建設一代”的創新思路,中國北鬥始終把發展的主動權牢牢掌握在自己手中。

                北鬥一㊣號原創性地提出雙星定位的衛星 笑著點了點頭實現方法,打破了國外技術壟斷,建立起國╋際上首個基於雙星定位原理的區域有源衛星定位系統——北鬥導航衛星試驗系統。

                北鬥二號突破了區域混合導航星座構建、高精度時空基準建立的關鍵技術,實現星載原子鐘國產化,在國┵際上首次實現混合星座區域衛星導航系統。區域系統建成後,各項技術指標均與GPS等國際先進水平相當。

                北鬥人至今還記得研制首顆北鬥二號衛星那╔段“激情燃燒的歲月”。根據國際電聯的規則,頻率資源是有時限看來你并沒有得到東海水晶宮艾嘖嘖的,過期作廢。時間不等人!在爭分奪秒完成前期所有研制任務後,為節省時間,所有參試人員進駐發射場後大幹了3天體力活,搬設備、扛機櫃、布電纜,接下來┊又是200小時不間斷地加電測試……這一次,院士、型號老總和技術人員一起排班,很多人因為水土不服而拉肚子、發燒,但大家都帶病堅持在崗位上,經受住了次次險情和種種考驗。2007年4月16日,在成功發┿射的兩天後,北京從飛行試驗星獲得清晰信號,此時距離空間頻率失效僅剩下不到4個小時——正是這々次壯舉,有效地保護了┙我國衛星導航系統的頻率資源,拉開了北鬥區域導航系統建設的序幕。

                在北鬥三號全球組網建設中,五院率先提出國際上首個高中軌道星間】鏈路混合型新體制,形成了在最后一刻具有自主知識產權的星間鏈路網絡協議、自主定軌、時間同步等系統方案;研發『出國內首個適於直接入軌一箭多星發射的“全桁架式衛星⌒平臺”,實現了衛星自主監測和自主健康管理;成功應用星載大功率微波開關、行波管放大器等關鍵不是來殺妖王國產化元器件和部組件,打破核心器部件長期依賴進口、受制於人的局面,為全球快速組網建設鋪平道路。

                每顆北鬥衛星都┠有強大的幕後團隊

                “這是一項團隊工程,沒有個人▓英雄,航天事業的成功是一個團隊的成功。”北鬥三號工程副總設計師、衛星首席總設計師謝軍說。

                的確,每一顆北鬥衛星都有著強大的幕後團隊,牽動著衛星、運載火箭、運控、應用、測控、發射場⌒ 等各大系統。以衛星系統為例,總體設計、結構機械、熱控制、綜合電子、控制與推┢進、載荷等眾多分系統,以及測試、總裝等環節的北鬥人,盡管身處不同崗位、面臨不同挑戰,但大家總是心往一處想、勁兒往這是一聲稚嫩一處使,共同推動北鬥工程一步步穩健地向前邁進。

                即便是團隊中的泰鬥和“明星”人物,也不愛“藏著掖著”。他們相信“教會徒弟才能解放師傅,一代更比一代強”,從而熱心地推進知識轉移和人才培養,摸索出“自我學習,自我提高”的自助、“以老帶新,傳承經驗”的幫助、“專業培訓,註重實效”的輔助和“專業互補,共同進步”的這個世界互助這樣一個╁“四助”策略。

                創業階段,老北鬥人用藥盒和大頭針制作出簡易的衛星模型向新員工細細講解;後來,他們采用“共享筆記本”等形式,你一句、我兩行地記錄研制經驗和心得;後來,他們設立了督導師制度,手把手地助推青年成長,編著出總體設計指南以及各分系統的設計/工怪了作手冊作為傳授寶典,以《航天器總體設計禁忌》詳解設計中的“清規戒律”;再後來,創新開展的虛擬衛星培訓項目漸漸成為北鬥新人們的必修課,大家分工協作,用不到一個月的時間只見茲——設計一顆“麻雀雖小,五臟俱全”的虛擬衛星,通過考核後才能走上工作崗位……現在,他們又有了“科研生產一體化┻管控平臺”等數字化工具,顯著提升了設計制造能力。

                給力的傳幫帶,加上密集組網的工程歷練,大大縮短了北鬥人才 成長的周期。如今,北鬥研制形成了一支平均年齡38歲、老中青結合的團隊,先後走出了中國工╳程院院士範本堯以及10余名衛星總設計師/總指揮、20余名副總設計師/副總指揮等領軍人才,為我國航天事業的發展錘煉出一個寶貴的“明星”陣容。

                探尋北鬥導航衛星研═制的背後故事,也就領悟到自主創新、團結協作、攻堅克難、追求卓越的北鬥精神。天河漫漫,北鬥璀璨,浩渺的星河從未離我們如此之近。(記者 張蕾 通訊員 潘晨)

                標簽:  北鬥導航[4]
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