北斗:远在天外,近在身边(科技视点·勇当高水平科技自立自强排头兵)(2)

光山新闻网 采集侠 2024-12-02 06:59:02
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  星间链路技术,让北斗系统实现了“一星通,星星通”。从一片空白、奋力追赶,再到和世界领先的全球导航系统并肩而立,一代代科研人员自立自强、自主创新、拼搏超越,蹚出了一条独具特色的卫星导航探索之路。

  “踮起脚尖去够一够最好的技术,才能确保先进性”

  北斗系统,汇集了全国400多家单位联合攻关,凝聚了30多万名科研人员的汗水和智慧。其中,北斗三号的卫星研制,由中国航天科技集团五院和中国科学院微小卫星创新研究院共同担纲。

  北斗三号最后一颗组网星打完后,中国科学院微小卫星创新研究院研究员、北斗三号卫星系统首席总设计师林宝军收到一条短信,短信中说,“这颗星终于成功了,我们完成了别人认为不可能完成的事情”。

  谈及创新秘诀,林宝军给出的答案是“理念创新”。

  时间回到2015年3月30日,北斗三号全球系统首发试验星成功升空入轨,这是中国科学院抓总研制的第一颗北斗导航卫星。这颗试验星的新技术超过70%,运行良好。

  按照惯例,卫星上的新技术比例一般不超过30%。为什么敢从30%变成70%?

  林宝军说:“关键技术攻关一般需要10年,卫星的寿命往往在10年以上,到卫星运行终结时,使用的已经是20年前的技术了。因此,理念的创新性和前瞻性就显得很重要,要勇敢突破一些传统观念的条条框框。”在他看来,在有成熟技术保底的基础上,“踮起脚尖去够一够最好的技术,才能确保先进性。”

  林宝军将卫星上的结构、热控等10多个分系统合并成电子学、控制、结构、载荷四大功能链,简化了系统结构,提升了整体可靠性。例如,原来每个分系统都需要计算机,一颗卫星上甚至要24台计算机,通过技术创新,现在一台计算机就可以完成整星计算。经过反复筛选验证,团队选用成熟的元器件和工艺路线,确保创新技术落地,使卫星整体技术领先。

  这期间,有人质疑:“我们能不能稍微稳当点?”顶住压力,林宝军率领这支平均年龄只有31岁的团队,不舍昼夜,终于研制出了性能优异的卫星。仅在2018年,团队就高密度研制发射了8颗北斗三号中圆地球轨道组网卫星,为北斗三号建成基本系统作出了突出贡献。

  据介绍,北斗系统攻克了一大批关键核心技术,突破多种器部件国产化研制,实现北斗三号卫星核心器部件国产化率100%。

  “让‘卫星短信’走进千家万户”

  庞大精密的北斗系统除了由卫星构成的空间段,还包括由测控系统、运控系统等构成的地面段,以及各类终端及应用系统构成的用户段。

  郑晓冬是中国电子科技集团网络通信研究院的一名正高级工程师,从事北斗导航地面系统建设20余年,他率领团队自主研发出了独具中国特色的北斗民用短报文通信平台。

  从功能看,其他卫星导航系统仅能无源定位,因而用户只能知道“我在哪”。北斗用户则不同,不但自己知道“我在哪”,还能告诉别人“我在哪”“在干什么”。当遭遇突发地震、海上遇险,在其他通信手段失效的情况下,北斗短报文通信可以成为人们传递求救信息、拯救生命的关键保障。

  郑晓冬带领团队相继攻克了微弱信号捕获及跟踪、高精度同步等多项技术难题,取得一系列创新突破,使得北斗三号在全面兼容北斗二号系统短报文通信服务的基础上,信息发送能力提升到一次1000个汉字,极大提升了短报文系统服务能力,为短报文的规模化应用奠定基础。

  “让‘卫星短信’走进千家万户。”为此,郑晓冬团队还创造性提出了将北斗短报文置入智能手机的理念。一台手机,如何与太空中的卫星直接建立连接?