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日志

 
 

专访北斗导航卫星总指挥迟军  

2016-02-01 12:07:28|  分类: 宇航工程 |  标签: |举报 |字号 订阅

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北斗卫星导航系统开始新的征程
——专访五院北斗导航卫星总指挥迟军


本刊记者 徐菁

2015年我国先后发射了北斗全球卫星导航系统的4颗试验卫星,根据全球系统组网建设规划,2018年将初步具备全球导航服务能力,在2020年左右完成全球系统组网,发射的试验卫星将开展全球系统导航信号、星间链路等关键技术在轨试验验证工作。这标志着北斗卫星导航系统向全球覆盖的建设目标迈出了坚实的一步。4颗试验卫星中的3颗(2颗MEO试验星和1颗IGSO试验星)由中国航天科技集团公司五院抓总研制,其中2颗MEO试验星采用航天科技集团公司五院全新研制的导航卫星专用平台,并以“一箭双星+上面级”的方式成功发射。五院研制的3颗试验星大量采用国产化器部件,部件国产化率达到98%。为此,《中国航天》杂志专访了五院北斗导航卫星总指挥迟军。

记者:今年发射了五院抓总的5颗新一代北斗导航卫星。新一代北斗导航卫星与此前的北斗区域导航卫星相比,在平台和载荷方面的技术先进性体现在哪里?

迟军:从最初的北斗双星定位,到北斗区域导航卫星,再到现在的北斗新一代全球导航卫星,这“三步走”中的每一步发展跨度都很大。北斗双星定位系统属于有源导航系统;区域导航系统虽然覆盖范围没有扩展到全球,但是在功能和性能上已经跟国际接轨,是一种无源导航系统。现在我们发展的全球导航系统分三种卫星(MEO卫星、IGSO卫星和GEO卫星),24颗MEO卫星与区域系统中的MEO卫星有很大区别。此前的MEO卫星属于大卫星,采用东方红三号卫星平台,需要携带很多燃料,占卫星质量的一半,主要用于入轨。新一代的MEO卫星采用更小的导航卫星专用平台,火箭的上面级直接将卫星送入预定轨道,无需自主变轨,只需携带少量燃料维持寿命期间的姿态和轨道控制。采用这种轻量化卫星平台可以实现“一箭多星”发射,满足星座系统快速部署的要求。
这种新一代MEO卫星平台是高度集成化的平台,首次采用了综合电子系统,对整星数据信息进行集成化的综合管理,实现了统筹,提高了效率;采用了功能模块集成化的方式,仅用6台设备就实现了原先20多台设备的全部功能。通过这种技术,可以把卫星做得体积小、质量轻,但实际上卫星的能力和功能比之前的大卫星更强。这种MEO平台的质量和功率,与俄罗斯GLONASS卫星、欧洲伽利略卫星相比,效费比更高,这是先进性的标志。当然这种新型的设计理念也对设计师们提出了很高的要求,在总体设计时要全面充分考虑先进性、小型化、模块化与高可靠、高指标的高度统一。

记者:据报道,新一代北斗导航卫星的部件国产化率达到了98%,请您介绍一下这方面的情况。

迟军:除了在先进性、小型化方面傲了很多工作外,我们在国产化上也做了大量工作。
型号研制初期,我们就确定了坚持自主可控、坚持国产化的发展策略,现在看是非常正确的。我们在前期研制过程中,安排了30余项国产化部件关键技术攻关,都取得了突破性进展,并在试验星上得到应用。虽然国产化率是98%,但是从种类覆盖率来看,则已经达到了100%。通过试验星在轨飞行,能够将国产设备充分验证,我们也能够在全球组网星发射时,实现全部国产化。
国产化的进程中,很多兄弟单位克服重重困难,自筹资金进行技术攻关,精神可嘉。

记者:我们为什么必须实观星上部件的国产化?

迟军:卫星导航系统是国家重要的空间基础设施,承载了巨大的经济和政治效益,这就要求卫星导航系统能稳定可靠地运行,全面推进星上部件国产化对确保我国核心利益,维护我国国际强国地位和确保北斗全球卫星导航系统健康、可持续发展有着重要的意义。
为此,从2009年起,我们就把国产化当成头等大事来抓,组织航天系统内外企业自筹资金全面开展国产化工作。比如中国电子科技集团的772所,在元器件国产化方面承担了很大一部分工作,研制出的元器件性能指标很多都优于国外同类产品;又如,中国电子信息集团南京熊猫电子集团的772厂,作为我国第一家专业的真空器件生产单位,为了攻克星上行波管技术,自筹将近1亿元资金,专门建设宇航生产线,在国家需要、航天需要、重大专项需要的时候,勇于担当,承担责任。
通过推进国产化,我们看到了国家基础工业发展的希望。这些参与企业并不是为了眼前的利益来做这件事。它们通过参与航天项目,促进企业产品的整体质量提升,提高产品可靠性,进而也促进了企业自身发展。
当前,我们在试验星上实现了自主可控,迈出了很大的一步。依赖从国外进口来实现和通过全部国产化来实现,两者的意义是完全不一样的。本着对国家、对人民负责的态度,我们必须坚定地将国产化这条路走远,走宽,走好。

记者:与美国GPS系统相比,北斗系统的特色是什么?

迟军:与GPS系统相比,北斗的实现难度更大。美国可以通过全球布站来保证最终用户的服务质量,而我国不具备这样的条件。北斗系统采用星间链路技术来弥补境外无法建站的不足,一方面可以实现一站式的运行控制管理,保证提供高精度导航;另一方面可以实现一站式的测控管理,使整个星座可靠运行。

记者:与区域导航卫星相比,新一代北斗导航卫星的设计寿命是否延长了?

迟军:新一代北斗导航卫星的寿命比区域系统导航卫星的寿命有了很大提高。首先我们在整个系统的总体设计、分系统设计,到单机设计,再到元器件、原材料的选择,都考虑了长寿命设计。在元器件的选用上,我们选用长寿命的器件,甚至包括材料、线缆等,必须能满足等寿命的抗辐射指标要求;在系统设计上,我们进行了充分的冗余设计,确保不因单点失效影响整星安全性。针对国产化的部件,我们组织全国相关领域的专家和承研厂所制定了可靠性和寿命试验要求,并积极组织实施。我们将针对试验过程中和试验星在轨发现的问题,在后续组网星产品上进行改进,实现产品可靠性的增长。

记者:导航卫星需要进行“组批生产”,并在较短的时间内实现星座组网,这是该项目与其他卫星项目的重要区别。为了保证项目的顺利实施,在工程管理上采取了哪些措施?

迟军:现在我们仍然在探索“组批生产”的问题。实际上,区域系统的建设给我们提供了很好的经验,包括元器件都是组批采购的,星上设备也是几颗卫星同时投入生产,卫星测试也是几颗星并行在做。同样的星上产品,生产单位可能会不一样,我们要求电接口、热接口、机械接口要保持一致,做到能够互换,实现标准化。这样的话一旦一家单位生产的产品出了问题,可以把另一家单位生产的产品装上,对卫星不会有任何影响。
虽然如此,但我们还没有做到尽善尽美,还有一定的不可替代因素在里面,这是下一步我们需要解决的问题。在真正实现批生产之后,有的单位生产能力和资源保障能力强了,很有可能就会多承担一些生产任务,这对于全球系统的建设和和谐发展很有利。另外,我们的流程还需要优化。未来高密度发射,如何在人员、设备可能都比较紧张的情况下,来保证可靠性和质量,并不简单。

记者:请您谈谈这几年在团队建设上的经验。

迟军:北斗团队的建设是有特色的。从项目办的人员来看,在试验星的研制过程中,对于发展路线,甚至具体的问题,每个人都有自己的看法,但是可贵的是,大家为了一个共同的目标,能够团结起来,一旦定了的事情,不管个人是怎么想的,大家都能按照这个目标努力。
我想特别强调的是,以前我们的团队建设主要是指以项目办和五院研制队伍为主的骨干团队。但是北斗的团队不仅仅只是项目团队,也不仅仅是航天系统内的这些单位和人员,而是延伸到全国各个行业,应该是一个大的团队概念。我们的思路是支持航天系统外的单位来参与。国内的企业,不管是航天系统内的还是航天系统外的,只要他们能干好,就要放手让他们去干。即使开头不行,我们也会帮助他们,促进他们的提高,目标就是把整个北斗系统建设好。

《中国航天》2015年12期
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