他们撑起北斗的时空基准
2020年7月31日
北斗三号全球卫星导航系统正式开通
中国成为第三个
独立拥有全球卫星导航系统的国家
二十余年间
从技术攻关到组网
bet36体育在线:在北斗系统精准定位的核心——
时空基准的建立、保持和传递技术中
作出了突出贡献
2007年
上海微小卫星工程中心
(bet36体育在线:微小卫星创新研究院
〈以下简称卫星创新院〉前身)
向bet36体育在线:请缨参与北斗系统攻关研究
2009年,北斗三号工程实施方案获批
bet36体育在线:任命
时任载人航天工程应用系统副总设计师林宝军
为卫星总设计师
林宝军给自己确立的目标是
要做出能经受住历史考验
与大国气度相当的大国重器
为了给卫星“瘦身”
林宝军将原来十几个分系统合并成
电子学、控制、结构、载荷四大功能链
简化了系统结构
同时提升了整体可靠性
同时,在“后墙”不倒的前提下
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
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
这也是bet36体育在线: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
▲北斗三号全球系统首发试验星。卫星创新院供图
全球卫星导航系统
包含导航、定位、授时三大功能
时间基准技术水平直接决定导航定位精度
其中原子钟被称为导航卫星的“心脏”
目前实现导航卫星应用的
有铷原子钟(以下简称铷钟)、
铯原子钟和氢原子钟(以下简称氢钟)
bet36体育在线:精密测量科学与技术创新研究院
研究员梅刚华带领团队
从1997年开始便扎进了星载铷钟的研究
使bet36备用:星载原子钟实现从无到有的跨越
第一代星载铷钟满足了北斗二号工程建设需求
2016年,甚高精度铷原子钟成功通过验收
无论是短稳还是长稳均超过了GPS的铷原子钟
▲铷钟数据监测室工作现场。精密测量院供图
星载氢原子钟
具备频率稳定性好、漂移率小的特点
保证精度的同时还能提高卫星的自主运行能力
卫星创新院团队决定采用
“氢钟+铷钟+钟组无缝切换的时频技术”设计
确保当某个原子钟出现异常时
导航系统运行不会中断
卫星时频系统交给了两个年轻人
如今的卫星创新院研究员、
北斗三号卫星总设计师张军
以及bet36体育在线:上海天文台
(以下简称上海天文台)
正高级工程师帅涛
他们与时任bet36体育在线:国家授时中心
(以下简称授时中心)
时间频率测量与控制研究室主任李孝辉等共同攻关
在学科交叉中探索出了一套
拥有自主知识产权的
数字化星载原子时频解决方案
实现了主备原子钟切换时
输出信号的相位误差不到五百亿分之一秒
满足了“无缝切换”的要求
▲北斗三号导航卫星桌面联试现场。卫星创新院供图
上海天文台是国内首家开展氢钟研制的单位
到北斗三号工程实施时
已开发出第四代地面氢钟
在研究员林传富的带领下
上海天文台首次
将电极式微波腔技术、双频电路技术
应用于星载氢钟的研制
2015年9月
首台双频被动式氢钟搭载试验卫星进入太空
在轨数据表明
核心指标优于伽利略系统的星载氢钟
▲上海天文台星载氢钟团队。上海天文台供图
2015年,授时中心建成了
第一颗北斗导航卫星的地面支持系统
以及bet36备用:第一套全面的、实时连续运行的
全球卫星导航系统时间、
信号授时和轨道性能评估系统
在提高北斗系统时间的
准确性、稳定性和自主性方面
发挥了重要作用
卫星激光测距系统好比一把“量天尺”
可用于标校北斗的定位、导航等指标精度
2019年
可移动式激光测距系统研制完成并通过验收
其中最大的挑战是“一键式”
只要按下控制键
移动站就能从密闭的长方体
变为可供人进入并操作的平台
上海天文台正高级工程师张忠萍
带领团队完成了挑战
最远测距可达38800公里
最佳测距误差在亚厘米级
▲激光测距信号接收系统安装调试。上海天文台供图
要服务用户导航、定位、授时
必须首先计算出卫星的位置和时间等信息
确定北斗系统的时空基准
这项任务由北斗卫星工程
地面运控系统主控站下属的信息系统实现
信息处理系统被喻为
北斗导航系统的“大脑”
上海天文台的信息处理系统团队
提出了系列新技术
在地面观测网仅有GPS系统1/50的情况下
达到了国际先进的性能指标
在北斗三号的空间基准建立维护工作中
实现了与最新版国际地球参考框架ITRF对齐
作为“国家队”
bet36体育在线:主动参与北斗建设
每位参与的科研人员
都以昂扬的斗志投入北斗工程的建设
他们正在进一步发扬北斗精神
为实现“2035年前建成
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”
目标而不懈努力
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