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“北斗”惊艳上线,河南功不可没!

河南日报 2021-07-23


北斗三号全球卫星导航系统建成暨开通仪式今天上午10时30分在人民大会堂举行。习近平宣布:“北斗三号全球卫星导航系统正式开通!”现场响起热烈掌声。 


古有北斗七星辨明方向

今有北斗卫星定位神州


中国北斗组网成功,河南的一批高校科研院所、高科技企业也在为之骄傲和自豪。长期以来,它们为织就“北斗”天网提供着从卫星元器件到北斗数据应用等方方面面的科技支撑,贡献着属于河南科技工作者的一份力量。


护航北斗 河南显身手


承担北斗干扰监测和质量评估分系统建设


本报记者 李虎成 河南报业全媒体记者王永乐


位于新乡的中国电子科技集团公司第二十二研究所(以下简称22所)再次引人注目。


6月23日,随着北斗三号工程最后一星升空,中国北斗点亮了世界卫星导航的天空。北斗可以为全球用户提供全天候、全天时、高精度的定位、导航和授时服务,在这个过程中,每一个精准信号的提供,都少不了来自22所的默默护航。


在北斗系统运行当中,“空地链路”所传输的卫星导航信号无时无刻不受到各种人为和自然的、有意或无意的干扰威胁,严重影响系统信号质量,限制其导航性能的发挥。如果干扰发生在一些关键设施附近,后果更是不堪设想。


22所承担了北斗干扰监测分系统和质量评估分系统的建设。“这两个分系统对北斗的呵护,就像医生对人的身体做CT一样,可以全方位对信号质量进行诊断。”相关专家表示,这两个分系统全面建成后,可以对卫星传输到地面的各类型信号及其所处电磁环境进行检测分析和综合评估,识别影响北斗系统安全的各类型影响因素。在这两个分系统的保障下,无论北斗系统受到的异常影响有多么细微,都将无所遁形,相当于为无形的北斗各类型电磁信号和电磁环境安上了“火眼金睛”、穿上了“护体铠甲”。


项目科研难度大,建设时间紧,由该所首席专家甄卫民及十余位骨干专家组成的科研团队,夜以继日,焚膏继晷,奋战在实验室、装配车间;项目需要大量的实地勘测和外场实验,他们就背上仪器,扛起设备,投身于高山密林、戈壁海岛……最终,项目团队在多项关键技术研发上都取得了突破性进展,在设备“三化”“六性”、国产自主创新等方面全部满足要求,系统各项指标均达到或超出预期。


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中国电子科技集团公司第二十二研究所又称中国电波传播研究所,创建于1963年,是国内唯一专门从事无线电波传播的专业研究所。拥有新乡所本部、青岛分所、北京研究中心等科研机构,以及在全国12个城市和南极、北极分别设有常年电波观测站。先后承担过300余项国家重大科研项目,在以石油电子测井系统、天线系列工程、通信工程等为代表的产品研制、开发方面取得了显著成绩。


洛阳海普半导体自主研发的高端焊接产品

应用在北斗卫星上


洛阳日报记者 陈曦 通讯员 李航


我国完全自主研发的北斗卫星导航系统近日完成全球组网,将为世界各地用户提供更为精准、稳定的服务。7月7日,记者从洛阳市工信局获悉,我市企业海普半导体(洛阳)有限公司自主研发的高端焊接产品,应用在北斗卫星关键位置上,为北斗卫星安全精准运行提供了“洛阳保障”。


在北斗卫星导航系统运行中,芯片被称为卫星的“大脑和心脏”,负责接收地面指令、处理载荷数据、管理控制姿态。由于其重要性,通常需要芯片集成尽可能多的功能、提供尽可能丰富的控制接口、具备很强的可变换性、能够抵抗空间恶劣的辐射环境。


工作人员展示焊柱产品 记者 陈曦 摄


“我们提供的高端CCGA(陶瓷柱栅阵列)焊柱产品就应用在多颗北斗卫星的芯片焊接上,从而保证卫星运转正常。”洛阳海普半导体技术部部长李涛表示。


当前,随着科技的进步和工艺的发展,电子元器件多功能、小型化、高密度、高可靠的发展趋势和要求日益迫切。CCGA焊柱因抗震性、抗疲劳和散热性能良好,同时具备耐高温、耐高压和良好的抗潮湿性能,在航空航天领域实现了广泛应用。


针对CCGA焊柱生产,洛阳海普半导体通过工艺和技术的突破,打破美国NASA在该领域的长期垄断,实现了我国零的突破,成为目前世界上第二家具备CCGA焊柱量产能力的生产企业。


技术难度大,首先在于其高精密性。北斗卫星上使用的芯片太小,把芯片安装到电路板上,需要“螺蛳壳里做道场”,在一元硬币大小的器件上,完成1100多个焊柱焊接。这样的工艺要求为产品精度控制提出了不小的挑战。


其次,工作环境恶劣,对产品一致性也提出了严格要求。航空航天器件在太空中面临着非常严苛的服役环境,震动、高温、高辐射宇宙射线等时刻挑战着芯片的运行质量。焊点一旦出现断裂、震裂或者失效,将直接影响到系统的正常运行。洛阳海普半导体通过创新品控管理措施,达到了不良品率不超过两百万分之一的严格标准。


作为一家高新技术企业,洛阳海普半导体目前还针对电子和半导体设备、高端焊接材料等领域完成技术突破,实现了相关产品从设备制造到产品制造的完全国产化。下一步企业将继续攻关,为洛阳副中心城市建设贡献创新力量。


郑州航天电子技术有限公司

实现“北斗”关键元器件国产化


本报记者 尹江勇


2009年,我国启动北斗三号全球组网系统建设。在首批81项元器件国产化项目中,有6项为电连接器项目。其中,“北斗三号”卫星导航系统最迫切需要的低磁性电连接器元器件,其技术指标瞄准的是国外同类产品。


由于在2001年中欧合作“地球磁场探测双星计划”中的出色表现,郑州航天电子技术有限公司(航天科技集团693厂)承担了低磁性电连接器储备项目研制的“攻关”任务,但此时型号对低磁性指标的要求较上一代产品提高了1-2个量级,一切需要从头开始,打破常规,重新立项。


“国家型号需要就是我们的奋斗的目标,没有条件,也要创造条件,务必做到全力以赴!” 当时主管技术的副总经理邹翔一句话掷地有声。为此,公司成立了“元器件国产化”项目领导小组,研发技术人员也开启了“白+黑”“5+2”工作模式,在短短三个月时间完成方案设计和设计验证。工艺人员紧跟产品设计节奏,做到无缝衔接,从产品初样到正样,经过数十轮反复验证,终于研制出了符合标准的高性能电连接器,在此期间,公司共完成了共计200多个品种规格的电连接器以及各类附件图纸设计、工艺编制与归档工作。


2011年,郑州航天电子技术有限公司在多家同行竞争中脱颖而出,取得4项电连接器国产化任务。截至目前,该公司正以北斗卫星导航系统元器件替代为牵引,进一步提升电连接器元器件产品成熟度,不断拓展国产化替代产品市场,为助推航天强国建设做出新的更大的贡献。


比原计划提前半年全面完成部署


在今日举行的北斗三号全球卫星导航系统建成暨开通仪式上,北斗系统建设发展视频短片播出↓↓↓



此前

关于“北斗”的好消息接二连三


近日

北斗卫星导航系统第55颗卫星

即最后一颗组网卫星“收官卫星”

完成了在轨测试、入网评估等工作

正式入网

使用测距码编号61

提供定位导航授时服务


该卫星于今年6月23日发射

经过5次变轨和3次定点捕获

成功定点到东经110.5°工作轨位

北斗三号全球卫星导航系统星座部署

比原计划提前半年全面完成




为什么我们要建北斗?


从1994年北斗一号系统工程立项,到如今北斗三号组网卫星发射任务完成,中国北斗人用20多年的时间实现了55颗卫星的研制发射。


其间,中国北斗人走过了从“埋头追赶”到“昂首领跑”,从“受制于人”到“自主可控”,从“区域服务”到“全球指路”的艰辛历程。


北斗“三步走”之路


“数”说北斗建设“三步走”


事实上,早在北斗工程诞生之前,我国就曾在卫星导航领域苦苦摸索,在理论探索和研制实践方面都开展过相关工作。据陈忠贵介绍,作为先驱者,立项于上世纪60年代末的“灯塔计划”,虽然最终因技术方向转型、财力有限等原因终止,但它却如同黑夜中的一盏明灯,为后来者积累了宝贵的工程经验。


那时,中国北斗人经历过一个艰难的抉择。


1983年,以陈芳允院士为代表的专家学者提出一个设想,即利用2颗地球同步轨道卫星来测定地面和空中目标,后来通过大量理论和技术上的研究工作,这一被称作“双星定位系统”的概念逐步明晰。



“接下来的北斗路,是一步跨到全球组网,还是分阶段走?”北斗三号卫星系统总设计师陈忠贵说,这个问题在当时引发不小的争议。


最终,“先区域、后全球”的思路被确定下来,“三步走”的北斗之路由此铺开。



然而到20世纪90年代,一些国家对我国采取技术封锁,国内的部件厂家尚未成熟,北斗一号研制只能在摸索中起步。据中国工程院院士、中国航天科技集团五院北斗一号总设计师范本尧回忆,国产化从北斗一号的太阳帆板做起,当时很多卫星都不敢上,北斗是第一个“吃螃蟹”的,只好硬着头皮上。


之后的国产化攻关更为艰苦,不论是东方红三号平台的横空出世,还是影响长寿命的关键部件,都成了摆在中国北斗人面前的一道道难题。


中国北斗卫星导航系统工程总设计师杨长风以原子钟为例,这是北斗二号的核心器部件,研制初期,相关人员打算从国外引进,但由于外方原因,最终没能实现合作。国外的技术封锁,成为当时制约北斗卫星导航系统工程建设的最大瓶颈。


“没有核心的东西,我们的系统,我们整个的研制工程就要受阻。我们北斗人坚定信念,一定要拿出自己的原子钟来。”杨长风说。


后来,中国北斗团队仅仅用了两年时间,就攻克了原子钟这个最大技术瓶颈。更让人惊叹的是,星载原子钟的精度指标通俗来讲是10万年差一秒,而如今,北斗系统星载原子钟的精度,已经提升到每300万年差一秒。



“再后来,我们就拥有了更多自主知识产权和核心技术,北斗导航卫星单机和关键元器件国产化率达到100%,核心技术可控是中国空间事业创新发展的关键,这也是强国路上北斗人最赤诚的献礼。”陈忠贵说。


中国北斗的传奇,未完待续


就在北斗二号正式提供区域导航定位服务前,北斗三号全球导航系统的论证验证工作拉开序幕,并明确了研制要求,确定了建设独立自主、开放兼容、技术先进、稳定可靠的发展目标,自此,新征程开始了。


“北斗是一个开放的系统,中国的北斗,世界的北斗,中国发展卫星导航技术是国民经济的重要基础设施,也是为全人类提供时间坐标和空间坐标的基础设施,服务的连续性和稳定性十分重要。”中国航天科技集团五院北斗三号卫星总指挥迟军告诉记者,就像停水停电影响城市生活一样,卫星导航服务一旦中断,国家和社会的正常运行会受到很大的影响,因此,科技人员对卫星导航的可靠性、连续性提出了苛刻设计的要求。


据他介绍,为了提高卫星在轨服务的可靠性,北斗三号卫星采取了多项可靠性措施,使卫星的设计寿命达到12年——比肩国际导航卫星的先进水平,为北斗系统服务的连续、稳定提供了基础保证。


从2009年12月开始,中国北斗人加速冲刺,并在2018年成功实现一年19星发射,在太空中再次刷新了“中国速度”。如今,北斗三号全球系统星座部署全面完成,“三步走”的战略路径,从“梦想在望”变成“梦想在握”。


杨长风透露,下一步,我国计划到2035年,建成以北斗系统为核心,更加泛在、更加融合、更加智能的国家综合定位导航授时体系。中国北斗的传奇,未完待续。


北斗到底能干啥?


说起北斗

总有人问,北斗究竟怎么用?

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北斗这么牛,到底有啥用?

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祝贺北斗三号全球卫星导航系统正式开通!
未来TA还将如何改变我们的生活?
让我们一起期待

加油! 北斗!


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来源:新华社、央视新闻、中国青年报(ID:zqbcyol)、中青报客户端 记者 邱晨辉、新华视点微博、人民日报微博、北京日报(ID:Beijing_Daily)、北京日报客户端 记者 张航、北斗网等,本报编辑部整理。

责编:张远 谢丛蔓


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