破解北斗全球组网瓶颈：卫星观测效率提高10到30倍，测控覆盖率从30%提高到100%

        昨天，北斗三号全球卫星导航系统正式开通。北斗三号的“天空之城”由30颗卫星组成。中科院微小卫星创新研究院抓总参与并研制了10颗地球中圆轨道卫星，实现了众多关键技术的突破与创新。

   “这个单位的人都不下班的。”就连出租车司机都说，不管什么时候载客到海科路99号，卫星厂房的灯总是亮着，总有人在加班。

   20皮秒原子钟“无缝切换”

   航天领域有条不成文的规定，一般卫星上采用新技术的比例不会超过30%，但北斗三号卫星上采用了大量的新技术、新产品。

   “我们不是为了创新而创新，每一次技术突破，都是着眼于解决实际问题。”中科院微小卫星创新研究院副院长、北斗卫星系统总设计师林宝军说。

   首先是设计理念创新，独创了功能链的概念，在系统层将同类功能聚合，去除不同设备中重复功能。就拿北斗三号第三、第四颗组网卫星来说，原先的2吨被大幅度“瘦身”为不到900千克；原本十几个分系统需要20多台计算机控制，现被整合优化为1台计算机，大大简化了系统结构。

   其次是攻关研制了全新的“中国科学院导航卫星专用平台”。这个平台的姿轨控精度比指标要求还提高了一个量级；具有优异的减振动减冲击能力；采用了国产的龙芯中央处理器，即使在恶劣的空间环境下也能保证卫星正常工作。

   突破了一系列核心技术难题。研制团队首创了导航星座星间链路技术，实现了“一星通、星星通”，解决了制约北斗全球组网的瓶颈问题。卫星观测效率提高了10到30倍，测控的覆盖率从30%提高到了100%。

   导航的核心就是时间。要保证导航信号的连续性，必须有两台原子钟同时工作，如果一台出现了故障需要立刻切换到备用钟。研制团队突破了星载时频无缝切换技术，仅用20皮秒（1皮秒等于一万亿分之一秒）完成主用钟和备用钟的“无缝切换”。

   “天马行空”不会被轻易否定

   北斗三号第三、第四颗组网卫星中的热控系统，采纳了两位年轻技术人员李锴和林士峰的创新思路，使得卫星在太空中“不怕冷也不怕热”。他们这支队伍当时平均年龄只有31岁。

   这些年轻人如果跳槽到企业，收入可以增长两三倍，而按照每天工作8小时计算，他们一年工作了400多天。“这份工作最吸引人的地方，就是给了我们年轻人机会与信任。”1986年出生的王丹，短短6年时间成了卫星总体的副主任设计师。而以前要做到这个岗位，差不多要20年。

   在中科院微小卫星创新研究院，年轻人看似“天马行空”的想法，不会被轻易否定。在新一轮竞聘中，很多年轻人被委以重任。不按资排辈的管理创新，大大激发年轻人的积极性和创造力。

   2035年左右，我国将建成以北斗系统为基础，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。还来不及回味成功的喜悦，这支年轻的团队早已踏上新的征途。

   海科路99号的灯，一直在亮着。

（文章来源：《解放日报》2020年8月1日第4版）

荐稿人：lry  2020-08-01    执行编辑：lyh   2020-08-01   责任编辑：zjy  2020-08-01

《同济大学关心下一代网站》 欢迎您！