繼7月27日參與央視財(cái)經(jīng)頻道《經(jīng)濟(jì)半小時(shí)》欄目專題報(bào)道《北斗問蒼穹》后，7月28日，航天科技集團(tuán)五院（以下簡(jiǎn)稱五院）北斗團(tuán)隊(duì)又接受該欄目專題報(bào)道《北斗筑夢(mèng)星河》的采訪，講述了北斗導(dǎo)航應(yīng)用吸引國(guó)內(nèi)外眾多用戶和北斗導(dǎo)航衛(wèi)星核心部件100%國(guó)產(chǎn)化的艱辛歷程。

北斗應(yīng)用范圍廣，

更強(qiáng)性能吸引國(guó)內(nèi)外用戶

7月13日，首都國(guó)際機(jī)場(chǎng)開始了一場(chǎng)期待已久的機(jī)上試驗(yàn)，要在飛機(jī)上裝好北斗定位與追蹤設(shè)備，然后接通北斗衛(wèi)星，模擬在飛機(jī)飛行過程中，假如使用北斗進(jìn)行飛機(jī)定位，飛機(jī)與北斗設(shè)備之間是否會(huì)產(chǎn)生電磁干擾。

▲飛機(jī)上檢測(cè)設(shè)備顯示已經(jīng)搜索到12顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星

不到40秒的時(shí)間，檢測(cè)設(shè)備顯示已經(jīng)搜索到12顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星。在測(cè)試了六大項(xiàng)60多個(gè)頻率之后，北斗追蹤監(jiān)視終端與其他機(jī)載電子設(shè)備都可以同時(shí)正常運(yùn)行。五院航天恒星科技有限公司導(dǎo)航事業(yè)部技術(shù)研發(fā)室主任李東俊一直繃緊的神經(jīng)終于放松了下來。從事北斗衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用技術(shù)研發(fā)已經(jīng)14年，李東俊盼著能早日把北斗應(yīng)用到民航運(yùn)輸?shù)膶?dǎo)航定位中。他表示，能夠把民航的北斗應(yīng)用產(chǎn)品攻關(guān)了，意味著北斗應(yīng)用產(chǎn)業(yè)的能力上了一個(gè)大臺(tái)階。

▲五院航天恒星科技有限公司導(dǎo)航事業(yè)部技術(shù)研發(fā)室主任李東俊

由于我國(guó)的民航飛機(jī)大多來自于歐美國(guó)家，因此中國(guó)民航領(lǐng)域使用北斗定位與追蹤設(shè)備會(huì)有很多技術(shù)不兼容，通過科研人員的努力，這些難題正在慢慢被破解。今年年底，要完成民航局改裝20架國(guó)航飛機(jī)的示范項(xiàng)目。中國(guó)民用航空局出臺(tái)文件指出，到2023年底，全部民航運(yùn)輸飛機(jī)將具備基于北斗的定位與追蹤能力，實(shí)現(xiàn)航班全球追蹤自主可控、北斗定位與追蹤設(shè)備研制自主可控；到2035年，將更進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)中國(guó)民航運(yùn)輸飛機(jī)使用北斗進(jìn)行自主導(dǎo)航。

▲五院航天恒星科技有限公司導(dǎo)航事業(yè)部業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)高級(jí)經(jīng)理孟斌

不僅要把北斗導(dǎo)航的新功能用在飛機(jī)上，北斗應(yīng)用還有很多新功能待開發(fā)。負(fù)責(zé)北斗應(yīng)用推廣的五院航天恒星科技有限公司導(dǎo)航事業(yè)部業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)高級(jí)經(jīng)理孟斌展示了北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)廣域精密定位功能、容量更大的短報(bào)文服務(wù)、用戶體驗(yàn)更好的北斗終端產(chǎn)品。

▲大屏上實(shí)時(shí)展示示范區(qū)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的使用情況

在中國(guó)林科院資源信息研究所的大屏上，實(shí)時(shí)展示了廣西、新疆、湖北三個(gè)示范區(qū)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的使用情況。北斗導(dǎo)航系統(tǒng)具有短報(bào)文功能，在導(dǎo)航衛(wèi)星向地面發(fā)射導(dǎo)航信號(hào)的同時(shí)，可以與地面進(jìn)行雙向短報(bào)文通信。林科院的管理人員可以實(shí)時(shí)掌握各地方上報(bào)的信息，在未來利用北斗還可以實(shí)現(xiàn)林區(qū)面積測(cè)算、木材量估算、森林巡護(hù)、森林防火、測(cè)定地區(qū)界線等更精確的位置服務(wù)。

▲北斗船載終端設(shè)備

隨著北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展，北斗正在以飛快的速度，被世界各地的用戶所接受。緬甸漁業(yè)部于2019年購買了1000臺(tái)北斗船載終端設(shè)備，除了基礎(chǔ)導(dǎo)航功能，他們最滿意的就是漁船位置信息和軌跡服務(wù)。目前，他們非常期待北斗的短報(bào)文服務(wù)。

短報(bào)文功能，是北斗應(yīng)用終端的獨(dú)家秘籍。當(dāng)中國(guó)以及周邊的海域沒有基站和手機(jī)信號(hào)時(shí)，短報(bào)文可以實(shí)現(xiàn)漁船與漁船之間、漁船與指揮中心之間，1200個(gè)漢字內(nèi)的實(shí)時(shí)交互。目前我國(guó)7萬多艘漁船，以及執(zhí)法船全部配備北斗應(yīng)用終端。

▲五院航天恒星科技有限公司國(guó)際業(yè)務(wù)處歐亞區(qū)市場(chǎng)經(jīng)理孫勇

6月以來，隨著北斗三號(hào)最后一顆組網(wǎng)星發(fā)射成功，五院航天恒星科技有限公司國(guó)際業(yè)務(wù)處歐亞區(qū)市場(chǎng)經(jīng)理孫勇和同事們?cè)絹碓矫?，客戶們的咨詢?cè)絹碓蕉?，要求也越來越具體。

自主可控天地寬，

北斗衛(wèi)星的生命線與最強(qiáng)大腦

據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前全球范圍內(nèi)已經(jīng)有137個(gè)國(guó)家與北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)簽下了合作協(xié)議。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)未來的國(guó)際應(yīng)用空間將會(huì)不斷擴(kuò)展。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是中國(guó)向全球提供的重大公共服務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施，它之所以能夠不斷迭代升級(jí)，應(yīng)用多樣化，源于中國(guó)的研制人員把核心元器件和關(guān)鍵技術(shù)牢牢地掌握在了自己手里。那么核心器件國(guó)產(chǎn)化100%的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，究竟是怎么出爐的呢？

在五院502所的實(shí)驗(yàn)室里，當(dāng)年參與北斗一號(hào)的高星老人手里拿的是太陽帆板驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)SADA。SADA如同人體上的肩關(guān)節(jié)，可以帶動(dòng)太陽帆板向著太陽的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，從而源源不斷地獲取能源，并將能量傳遞到衛(wèi)星內(nèi)部。在整個(gè)衛(wèi)星上SADA看似不起眼，卻被譽(yù)為“衛(wèi)星的生命線”。

▲五院502所北斗第一代太陽帆板驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)專業(yè)主任設(shè)計(jì)師高星

在北斗一號(hào)研制的起步階段，我國(guó)的技術(shù)儲(chǔ)備還很不完備，太陽帆板的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)只能依靠國(guó)外進(jìn)口。為了將“生命線”牢牢把握在自己手中。高星帶著團(tuán)隊(duì)拉開了國(guó)產(chǎn)化的序幕。20世紀(jì)90年代，一邊是國(guó)外的技術(shù)封鎖，另一邊國(guó)內(nèi)部件廠家的產(chǎn)品和技術(shù)尚不成熟，高星他們?cè)诿髦衅鸩?。?jīng)過多年潛心研究，終于研制出國(guó)產(chǎn)首個(gè)長(zhǎng)壽命、高軌道太陽帆板驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的初樣產(chǎn)品。

▲當(dāng)年的手稿

然而在測(cè)試階段，卻發(fā)現(xiàn)了一個(gè)棘手的問題，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)部分與固定部分溫差將近60攝氏度。產(chǎn)品是否能經(jīng)受住如此大的溫差考驗(yàn)，高星心里也沒底。怎么才能克服巨大的溫差完成試驗(yàn)？不僅在二十多年前是一個(gè)難題，放在今天，也依然是個(gè)不小的挑戰(zhàn)。為了驗(yàn)證自己設(shè)計(jì)生產(chǎn)的產(chǎn)品，究竟能否經(jīng)得住60攝氏度的溫差，高星著手自己設(shè)計(jì)了試驗(yàn)設(shè)備，展開了國(guó)內(nèi)首次溫度梯度試驗(yàn)。試驗(yàn)設(shè)備完全手工畫制，零件大概就有上百個(gè)，高星還珍藏著當(dāng)年厚厚的一摞手稿。這次試驗(yàn)，持續(xù)了整整三個(gè)晝夜。反復(fù)試驗(yàn)中，他們終于成功了。
 

▲五院502所高級(jí)產(chǎn)品主任設(shè)計(jì)師于國(guó)慶

在五院502所機(jī)電產(chǎn)品研制中心，現(xiàn)今仍然存放著這些序列號(hào)不同的太陽帆板驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，從北斗一號(hào)到北斗三號(hào)，SADA這個(gè)不可替代關(guān)鍵構(gòu)件，一直在不斷進(jìn)行迭代更新。在過去的歲月里，科研人員們?cè)谔柗弪?qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)上，完成了大大小小上百項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)突破。高級(jí)產(chǎn)品主任設(shè)計(jì)師于國(guó)慶表示，北斗之所以越來越好，是因?yàn)樗麄円恢倍际钦驹谇叭说募绨蛏锨靶?。如今?guó)產(chǎn)太陽帆板驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)已有四大系列、20多種產(chǎn)品，300多臺(tái)國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品在太空中提供服務(wù)。30多年的時(shí)間里，從北斗一號(hào)到北斗三號(hào)，55顆衛(wèi)星環(huán)繞全球，蒼穹之中那張熠熠生輝的星網(wǎng)，凝聚了幾代人從青絲到白發(fā)的艱辛。

▲太陽帆板驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)

北斗三號(hào)衛(wèi)星擁有的精確定軌、自主生存、自主控制的本領(lǐng)，得益于它有一個(gè)聰明的大腦。五院502所的星載計(jì)算機(jī)及電子產(chǎn)品研制中心，就是“最強(qiáng)大腦”誕生的地方。

▲502所的星載計(jì)算機(jī)及電子產(chǎn)品研制中心

五院502所產(chǎn)品總工程師華更新介紹到，如果把衛(wèi)星比作人體，過去我國(guó)的衛(wèi)星大多擁有兩個(gè)大腦，其中一個(gè)主管思考、視覺和四肢運(yùn)動(dòng)等功能，另一個(gè)負(fù)責(zé)衛(wèi)星的生理調(diào)節(jié)及與外界的交流。而北斗三號(hào)全新的“綜合電子系統(tǒng)”可以實(shí)現(xiàn)“一腦兩用”，一套系統(tǒng)就可以實(shí)現(xiàn)過去兩個(gè)衛(wèi)星“大腦”的功能，承擔(dān)了控制與數(shù)據(jù)管理的功能。

▲北斗衛(wèi)星的“最強(qiáng)大腦”

全新的“最強(qiáng)大腦”體積只有原來的六分之一，但功能卻比原來的更強(qiáng)大。這樣的突破前所未有，而其中的關(guān)鍵就是他們通過兩年時(shí)間的煎熬，研制出了擁有純正中國(guó)血統(tǒng)的四核芯片，才創(chuàng)造性地將原來二十多臺(tái)計(jì)算機(jī)、幾千條信息合理有效地分布到四臺(tái)計(jì)算機(jī)上。而功能強(qiáng)大的四核芯片，當(dāng)時(shí)國(guó)際上都很少見。

▲帶有四核芯片的處理器板

這塊看似輕薄的芯片，不僅集成了幾百萬門電路，更凝結(jié)了華更新和團(tuán)隊(duì)的心血。從北斗一號(hào)研制時(shí)，必須依靠進(jìn)口核心元器件，到如今芯片、核心部件完全國(guó)產(chǎn)化。在今天，中國(guó)的科研人員們，邁著自信而堅(jiān)定的步伐，繼續(xù)探索遙遠(yuǎn)太空的更多奧秘。

▲五院502所產(chǎn)品總工程師華更新

北斗三號(hào)工程副總設(shè)計(jì)師、北斗三號(hào)衛(wèi)星首席總設(shè)計(jì)師謝軍表示，北斗作為國(guó)家的一個(gè)重大工程，它不光完成了型號(hào)任務(wù)交給它的使命，同時(shí)它對(duì)整個(gè)國(guó)家科技水平工業(yè)基礎(chǔ)的進(jìn)步也具有示范、帶動(dòng)和推進(jìn)的作用，兩者是相輔相成的共同進(jìn)步。

▲北斗三號(hào)工程副總設(shè)計(jì)師、北斗三號(hào)衛(wèi)星首席總設(shè)計(jì)師謝軍

從北斗一號(hào)、北斗二號(hào)，再到北斗三號(hào)，中國(guó)實(shí)現(xiàn)了在衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域的跨越式發(fā)展。核心部件百分之百國(guó)產(chǎn)化，讓我們牢牢掌握了話語權(quán)，也使得它的應(yīng)用前景更加廣闊。但這個(gè)“百分之百”的背后，科研人員們卻付出了千倍萬倍的努力，經(jīng)歷了無數(shù)次的峰回路轉(zhuǎn)、絕境逢生。古往今來，北斗七星始終指引著北極星的方向，在未來，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)也將指引著我們，邁向更美好的遠(yuǎn)方。