三个维度入手破解“北斗”多线并举难题

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为加强对第14、15颗北斗导航卫星在发射场稳定性的考核,北斗卫星发射试验队日前在发射场首次开展了100小时无故障测试,全面考核了双星性能。

北斗三号太空里比拼速度和质量

目前,双星测试工作圆满完成。经过全面分析,北斗导航双星各分系统数据稳定,测试还积累了大量数据,为双星发射后的考核提供了重要的参考依据。

本报记者 姜天骄

据悉,我国已成功发射、组网13颗北斗导航卫星。按计划,今年还将发射3颗,并在2020年左右建成由30余颗卫星组成的北斗卫星导航系统,提供覆盖全球的高精度、高可靠的定位、导航和授时服务。

图片 1航天五院强化北斗三号卫星科学管理,从而实现后方专家的精准判读,提高发射场测试效率。图为技术人员在判读卫星数据。
姜天骄摄

面临北斗导航卫星发射、10余颗北斗导航卫星在轨管理、后续北斗导航卫星批量生产和新技术验证等一系列任务并行的挑战,承担北斗导航系统抓总研制的五院,从团队管理、全过程风险管理、质量管控三个维度入手,破解多线并行难题,牢牢把握住保成功的主动权。

航天五院强化北斗三号卫星科学管理,从而实现后方专家的精准判读,提高发射场测试效率。图为技术人员在判读卫星数据。
姜天骄摄

目前,五院在梳理前期成果、经验的基础上,建立数据、成果库,以加强团队内部的信息沟通和信息共享,并辅以相应的专题培训学习,实现团队成员一专多能,并在此基础上,建立人员流动机制,实现对岗位的动态管理。

2017年11月,北斗三号首发双星成功发射,此后接连4次一箭双星,日前随着第9颗、第10颗卫星发射成功,我国北斗导航全球组网从最简系统迈向基本系统。通过加强科学管理和自主研发,北斗三号不仅研制速度不断加快,而且实现了有效载荷部件全部国产化

针对北斗导航卫星生产、测试、发射、在轨各阶段的风险点,五院实施“一对一”管控:狠抓技术状态控制和软件工程化的标准化建设;提前启动卫星在轨测试、交付、长期管理、故障处理等管理方案的制定和应急预案。此外,针对一箭双星发射、系统组网等重要关键风险点,实行实时管控。

随着北斗三号第9颗、第10颗卫星日前在西昌卫星发射中心发射成功,我国北斗导航全球组网已经从最简系统迈向基本系统。

结合“北斗”任务实际,五院还加强型号单机特性分析工作和数据比对工作,同时组织开展远程数据判读以及横向数据判读研究工作,坚持质量分析会制度,全面提升质量管理水平。来源:中国航天网

北斗的建设像一场马拉松比赛,既考验耐力又比拼速度。为迎战批产高峰,中国航天科技集团有限公司第五研究院(以下简称“航天五院”)不断加快脚步:自去年11月发射北斗三号首发双星开始,9个月发射10颗星,北斗三号正书写着太空里的“中国速度”。

以更高速节奏布网

发射场数星待发、总装大厅十余星在研、正在论证的多星已跃然纸上……北斗三号的建设只争朝夕,然而这种高速运转并不是依靠“人海战术”实现的。经济日报记者从航天五院了解到,北斗三号在发射场的卫星试验人员较以往减少了近一半,在发射场的全流程时间缩短了近三分之一,在北京研究所,不论是研制人员还是研制周期都大为缩减。

“我们非常注重以科学管理加强卫星地面试验验证。”北斗三号卫星总指挥迟军直言。以本次发射的北斗三号第9颗、第10颗卫星为例,航天五院首次在北斗三号卫星测试中采用远程测试方法,前后方实时联动,极大地发挥了后方判读专家的保障作用,提高了发射场测试效率,大幅减少了发射场人员数量。通过谨慎评估并科学优化发射场测试项目,以及开展无线测试等多种尝试,努力提高北斗的研制速度。

“早在北斗二号正式提供亚太区域导航服务前,我国就开始了北斗三号全球范围导航系统的论证研制工作。”北斗三号工程副总设计师、卫星首席总设计师谢军告诉记者:“北斗三号性能在北斗二号的基础上,提升了1至2倍的定位精度,达到2.5米至5米的水平,建成后的北斗全球导航系统将为民用用户免费提供约10米精度的定位服务、0.2米/秒的测速服务。”

继2015年成功发射三颗“排头兵”,全面验证了全球组网的关键技术之后,初战告捷的北斗加速了进军全球导航卫星工程建设的步伐。2017年11月5日,北斗三号首发双星成功发射,此后便以接连4次一箭双星的节奏,加速奔跑在“星途”上。2018年3月30日,8颗北斗三号卫星在空间“棋盘”上就位,完成了北斗三号最简系统的部署,通过扎实的在轨试验对几大系统进行了全面“演练”。

北斗三号第9颗、第10颗卫星开始向基本系统建设迈进。北斗三号卫星总设计师王平介绍说:“北斗三号卫星是由3个轨道面30颗卫星组成的,具体包括3颗同步静止轨道卫星、3颗同步倾斜轨道卫星和24颗中圆轨道卫星。”后续的组网任务将更加紧迫,为了兑现全球导航的承诺,北斗三号将会以更加高速的节奏布网。

关键技术自主可控

继续为北斗三号第9颗、第10颗卫星提供导航分系统、天线分系统、星间链路等关键有效载荷的是航天五院西安分院。

建设属于中国人自己的全球卫星导航系统,除了要满足苛刻的系统性能指标外,更重要的是关键技术和产品研制都必须自主可控。

30颗北斗卫星在2至3年的时间里实现有效载荷100%国产化,这是中国航天面临的巨大挑战。航天五院西安分院北斗三号卫星副总设计师张立新告诉记者,为了实现这个目标,航天五院西安分院在原子钟、行波管放大器、固态放大器、微波开关、大功率隔离器五大类19项国产化部件方面推进研制,组建了由20多家科研院所和高校组成的研制队伍,最终实现了有效载荷部件100%国产化,增加了“中国智造”的含金量。

为了使30颗卫星快速成型,航天五院西安分院创新提出卫星有效载荷新的设计理念,将硬件平台固化,软件则可以根据需求变化及升级,就好比智能手机,可以通过“刷机”实现系统升级。将不变的部分先研制投产,再根据不同时期的不同需求对有效载荷进行升级,将3年研制周期缩短了一半,而产量翻番,大大提升了研制的效率。

导航卫星实现定位、导航、测绘、救援等功能,主要依靠有效载荷系统,随着北斗的应用越来越广泛,人们对于导航卫星可提供的服务需求将会有所增加。“这时候,只要改变有效载荷中的部分软件,就能实现新的导航功能。”张立新表示。

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