北斗三號發射成功的背後 是航天人300多問題的解決

北斗三號發射成功的背後 是航天人300多問題的解決

  前天，也就是5日，我國自主研發的北斗三號衛星發射成功，這標誌着我國全球組網邁出重要一步。在這偉大成就的背後，是航天人們的不懈努力，是超過300多個問題的解決，才得以成功讓北斗三號發射。

11月5日19時45分，我國在西昌衛星發射中心用長征三號乙運載火箭，成功發射兩顆北斗三號全球組網衛星。

繼兩顆北斗三號全球組網衛星成功發射後，其背後的高精尖技術也在一步步揭開面紗。

11月5日19時45分，中國在西昌衛星發射中心用長征三號乙運載火箭，成功發射兩顆北斗三號全球組網衛星。

據新華社報道，這是北斗三號衛星的首次發射，標誌着中國北斗衛星導航系統步入全球組網新時代。

澎湃新聞記者從中國航天科工集團公司(下簡稱“航天科工”)獲悉，航天科工承擔了北斗三號工程中原子鐘、聲表面波濾波器、蓄電池、緊固件、連接器等產品的研製生產和軟件測評等工作，其中多項產品爲關鍵技術。

原子鐘：導航衛星的心臟，支撐北斗全球導航系統建設

在北斗三號全球組網衛星發射成功背後，衛星核心設備原子鐘需要做的，是維持衛星時間準確性，從而幫助衛星精準定位。

據航天科工方面負責人介紹，在北斗衛星的上行和下行信號中，時間信息是最重要的控制信息和定位依據，用戶定位信息準確的前提是各衛星本地時間的高度統一。

“維持衛星時間準確性的守時設備就是原子鐘，可謂沒有原子鐘就沒有全球導航。”據航天科工二院203所方面負責人介紹，該所爲北斗衛星提供的就是用以維持衛星時間準確性的高精度的星載氫原子鐘、星載銣原子鐘等產品。

航天科工二院203所方面負責人介紹上述產品的重要性在於，星載的原子鐘一旦發射上天便一錘定音，原子鐘一旦性能不佳或失效，這顆衛星便會性能退化或跟隨失效，這也是原子鐘被稱爲導航衛星的心臟的原因。

據悉，我國北斗全球導航系統所應用的星載氫原子鐘和星載銣原子鐘，能優勢互補，從而爲北斗系統提供良好的守時基礎。

記者還了解到，此前，航天科工二院203所已爲北斗導航系統總體提供了多臺星載原子鐘，幾乎入駐了每顆北斗導航衛星。據該所介紹，目前，這些產品的綜合數據和關鍵指標已達國際先進水平，並在2017年獲得國家科技進步特等獎，直接有效地支撐了我國北斗全球導航系統的建設。

精密原件解密：聲表面波濾波器決定精度，晶體元器件爲衛星頻率源

作爲衛星導航中的核心元器件，聲表面波濾波器直接影響導航系統的精度及作用距離。

據航天科工二院23所方面負責人介紹，北斗衛星系統中的聲表面波濾波器即是由該院生產，用以安裝在衛星的接收機上，對宇宙中各類噪音、雜波進行過濾，讓衛星的通信更加清晰。

在研製過程中，聲表面波濾波器需要經歷仿真驗證、可靠性設計、熱設計、機械設計，需在淨化間內進行芯片製作、檢驗、封裝和測試，然後進行嚴酷的力學和溫度試驗等階段，最終以滿足出廠要求。

截至目前，由航天科工二院23所生產的聲表面濾波器已爲北斗衛星導航系統服務十年，據該院方面負責人稱，目前北斗衛星依舊保持“耳聰目明”的狀態。

相較聲表面波濾波器對精度的決定作用，晶體元器件則保障衛星能持續運作。

據生產商航天科工203所方面負責人介紹，晶體元器件爲衛星的頻率源，保障衛星的長壽命與可靠性。

“雖然普通的晶體元器件只有指甲蓋那麼大，但性能優越，且功耗低，集成化的晶振能夠承受太空中惡劣的空間環境。但元器件一旦上天就不能修復，所以我們本着質量第一、精益求精的原則來加工生產，絕不讓一顆有問題的產品上天。”元器件室設計師表示。

衛星“體檢師”：先後發現排除300多處問題隱患，涉及50多項重要問題

對北斗衛星導航系統問題隱患的排除，也是北斗三號工程的重中之重。

澎湃新聞記者從航天科工獲悉，該集團三院304所的軟件評測團隊在此次北斗三號工程中，主要負責北斗衛星導航系統軟件質量評測保障工作。

其中，航天科工三院304所針對導航的核心部件——導航任務處理機開展軟件可靠性安全性分析與驗證，應用自主研發的半實物可靠性驗證平臺，構建了175種導航處理機故障集。

值得注意的是，該院304所團隊在封閉測試中先後發現了300餘處問題和隱患，其中包括影響導航任務通信、數據採集、姿態計算等方面的50餘處重要問題，均得到了攻克解決。

航天科工方面表示，上述有關成果已列入北斗系列衛星成果的整星預案中，爲北斗後續軟件的可靠性安全性保障提供有力支撐。

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