文/沈苑　熊淑杰　蔣桂忠　龔文斌　王學(xué)良　沈?qū)W民　李國通　相里斌　林寶軍上海微小衛(wèi)星工程中心 上海 201203

珍惜機(jī)遇不懼挑戰(zhàn)年輕團(tuán)隊勇攀“北斗”高峰
——中科院成功研制發(fā)射首顆“北斗”系統(tǒng)全球組網(wǎng)星

文/沈苑熊淑杰蔣桂忠龔文斌王學(xué)良沈?qū)W民李國通相里斌林寶軍*
上海微小衛(wèi)星工程中心 上海 201203

北京時間2015年3月30日21時52分，我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射了首顆新一代“北斗”導(dǎo)航衛(wèi)星，上海微小衛(wèi)星工程中心作為衛(wèi)星總體單位，在任務(wù)要求高、技術(shù)難度大、研制進(jìn)度緊的情況下，突破了多項核心關(guān)鍵技術(shù)，成功完成了衛(wèi)星研制和發(fā)射任務(wù)。目前，衛(wèi)星在軌測試工作進(jìn)展順利，衛(wèi)星功能、性能均滿足指標(biāo)要求，狀態(tài)良好。該衛(wèi)星作為中科院導(dǎo)航衛(wèi)星專用平臺首發(fā)星，試驗(yàn)和驗(yàn)證了適應(yīng)直接入軌發(fā)射方式的框架面板式輕量化衛(wèi)星構(gòu)型設(shè)計、基于星敏感器的姿態(tài)確定技術(shù)、高功能密度綜合電子體系架構(gòu)設(shè)計等導(dǎo)航衛(wèi)星專用平臺關(guān)鍵技術(shù)，為全球組網(wǎng)星組批生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)；該星首次采用上面級直接入軌發(fā)射方式；首次驗(yàn)證相控陣星間鏈路與自主導(dǎo)航體制；首次大量使用國產(chǎn)化器部件以實(shí)現(xiàn)自主可控；自主提出了功能鏈設(shè)計理念，衛(wèi)星分為有效載荷、結(jié)構(gòu)熱、電子學(xué)和姿軌控等功能鏈，極大地提高了衛(wèi)星的可靠性和功能密度；也是中科院承擔(dān)的首顆高軌道、長壽命、高可靠業(yè)務(wù)星。中科院導(dǎo)航衛(wèi)星研制團(tuán)隊采用扁平化的管理模式以提高決策效率，按照更優(yōu)化合理的流程開展工作以縮短研制周期，提出了創(chuàng)新的技術(shù)狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣管理辦法以確保研制過程受控，通過一系列管理創(chuàng)新舉措，有效克服了年輕團(tuán)隊經(jīng)驗(yàn)不足、設(shè)備條件相對薄弱等問題，充分發(fā)揮了執(zhí)行力、體現(xiàn)了戰(zhàn)斗力，為我國“北斗”導(dǎo)航事業(yè)做出了重要貢獻(xiàn)。

衛(wèi)星，導(dǎo)航定位，“北斗”系統(tǒng)

1　概述

北京時間2015年3月30日21時52分，我國首顆新一代“北斗”導(dǎo)航衛(wèi)星在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射；在“長征”三號丙運(yùn)載火箭和“遠(yuǎn)征”一號上面級的接力護(hù)送下，該星于3月31日凌晨3時許進(jìn)入傾斜地球同步軌道，衛(wèi)星太陽帆板順利展開并建立巡航西漂姿態(tài)；通過軌控定點(diǎn)，衛(wèi)星準(zhǔn)確進(jìn)入工作軌道，星載原子鐘、時頻、大功率行波管放大器、星間鏈路設(shè)備等導(dǎo)航有效載荷順利開機(jī)并穩(wěn)定運(yùn)行，地面成功接收到衛(wèi)星下發(fā)的導(dǎo)航信號，標(biāo)志著該星研制、發(fā)射取得了里程碑式的成功。

此次發(fā)射的我國首顆新一代“北斗”導(dǎo)航衛(wèi)星由中科院與上海市合作共建的上海微小衛(wèi)星工程中心研制。該中心成立10多年來，依托中科院強(qiáng)大的創(chuàng)新實(shí)力，發(fā)揚(yáng)上海市務(wù)實(shí)的改革精神，已先后完成了“創(chuàng)新”系列衛(wèi)星、“神州”七號飛船伴星、“北斗”導(dǎo)航衛(wèi)星等多項國家重要航天任務(wù)，成功率100%，已成為我國航天領(lǐng)域一支重要的生力軍。

2　任務(wù)意義

“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是我國自主建設(shè)、獨(dú)立運(yùn)行，與世界其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)兼容共用的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，可在全球范圍內(nèi)全天候、全天時為各類用戶提供高精度、高可靠的定位、測速、授時服務(wù)，并兼具短報文通信能力。該導(dǎo)航系統(tǒng)于2000年底開始向中國及周邊地區(qū)提供有源定位服務(wù)，2012年底正式向亞太大部分地區(qū)提供無源定位、精確授時服務(wù)，可應(yīng)用在交通運(yùn)輸、海洋漁業(yè)、水文監(jiān)測、氣象預(yù)報、大地測量、智能駕考、救災(zāi)減災(zāi)、手機(jī)導(dǎo)航、車載導(dǎo)航等諸多領(lǐng)域。

“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是國家重大空間基礎(chǔ)設(shè)施，關(guān)乎國計民生和國家安全，重要程度不言而喻，參與系統(tǒng)建設(shè)責(zé)任重大、使命光榮。中科院上海微小衛(wèi)星工程中心秉承“知其然，知其所以然”的科學(xué)求真精神，帶領(lǐng)研制團(tuán)隊在這顆衛(wèi)星研制工作中實(shí)現(xiàn)了多項首創(chuàng)：（1）首次研制成功中科院導(dǎo)航衛(wèi)星專用平臺；（2）首次研制成功我國地球同步軌道長壽命、高可靠業(yè)務(wù)運(yùn)行小衛(wèi)星；（3）首次采用上面級直接入軌發(fā)射方式；（4）首次驗(yàn)證相控陣星間鏈路與自主導(dǎo)航體制；（5）首次大量使用國產(chǎn)化器部件以實(shí)現(xiàn)自主可控。這顆衛(wèi)星采用一體化設(shè)計方法，提出了功能鏈設(shè)計理念，衛(wèi)星分為有效載荷、結(jié)構(gòu)熱、電子學(xué)和姿軌控等功能鏈，極大地提高了衛(wèi)星的功能密度和可靠性。該星驗(yàn)證了基于星敏感器的姿態(tài)確定技術(shù)、高功能密度綜合電子體系架構(gòu)設(shè)計等多項導(dǎo)航衛(wèi)星專用平臺關(guān)鍵技術(shù)，為全球組網(wǎng)星組批生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。

此次發(fā)射的衛(wèi)星是“北斗”系統(tǒng)全球組網(wǎng)的首發(fā)星，衛(wèi)星入軌后，將開展新型導(dǎo)航信號體制、星間鏈路等試驗(yàn)驗(yàn)證工作。該顆衛(wèi)星的成功發(fā)射，標(biāo)志著“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)由區(qū)域運(yùn)行向全球拓展的啟動實(shí)施。

3　研制歷程

2009年，上海微小衛(wèi)星工程中心在中科院知識創(chuàng)新工程的支持下，先期開展導(dǎo)航衛(wèi)星方案論證工作；2011年10月26日，任務(wù)正式立項實(shí)施，上海微小衛(wèi)星工程中心作為中科院導(dǎo)航衛(wèi)星總體單位，牽頭負(fù)責(zé)衛(wèi)星研制工作，與來自中國電子科技集團(tuán)、航天科技集團(tuán)、航天科工集團(tuán)、中科院、相關(guān)高校的近30個單位組建了聯(lián)合團(tuán)隊，大力協(xié)同、集智創(chuàng)新，全面開展各項工作。

該星研制技術(shù)難度之大、自主可控工作要求之高、研制進(jìn)度之緊都超乎預(yù)期。衛(wèi)星總體研制團(tuán)隊中“85后”的年輕同志占比達(dá)60.9%，絕大部分同志都是走出校園就走上重大航天型號的設(shè)計崗位。中科院研制團(tuán)隊秉承開放包容的心態(tài)，將創(chuàng)新理念融入到研制管理工作的方方面面，持續(xù)學(xué)習(xí)，不斷拼搏，研究、攻關(guān)、工程化同時進(jìn)行，歷時1 251個日日夜夜，終于完成了從衛(wèi)星方案、初樣、正樣研制到發(fā)射等各階段工作。

4　主要技術(shù)突破

4.1獨(dú)創(chuàng)的功能鏈設(shè)計理念

上海微小衛(wèi)星工程中心突破了傳統(tǒng)的分系統(tǒng)概念，提出了功能鏈的設(shè)計理念，在系統(tǒng)層面用功能的直接合并來簡化環(huán)節(jié)，顯著提高了功能密度，降低了體積、重量和成本。

根據(jù)功能內(nèi)在耦合程度，衛(wèi)星分為四個功能鏈，分別是結(jié)構(gòu)熱功能鏈、電子學(xué)功能鏈、姿軌控功能鏈、有效載荷功能鏈。其中，各個功能鏈的主要功能簡述如下：

（1）結(jié)構(gòu)熱功能鏈。結(jié)構(gòu)熱功能鏈為衛(wèi)星提供一個合理的總體構(gòu)形、設(shè)備布局以及良好的熱環(huán)境，將各功能鏈的儀器（包括單機(jī)和部件）組成一個整體，使衛(wèi)星能承受測試、運(yùn)輸、發(fā)射以及在軌運(yùn)行等各種力學(xué)和熱環(huán)境條件。

（2）電子學(xué)功能鏈。電子學(xué)功能鏈采用一體化設(shè)計，集中式控制，分布式管理，僅由星載計算機(jī)、數(shù)據(jù)處理終端兩臺單機(jī)就實(shí)現(xiàn)了衛(wèi)星的星務(wù)管理、測控上下行數(shù)據(jù)管理、姿軌控和推進(jìn)控制管理、電源管理、主動熱控等諸多功能，不設(shè)置過多的下位機(jī)，提高了系統(tǒng)功能密度和可靠性。

（3）姿軌控功能鏈。姿軌控功能鏈由測量部件（星敏感器、太陽敏感器及地球敏感器等）和控制執(zhí)行部件（飛輪、磁力矩器和推進(jìn)系統(tǒng)等）等組成，負(fù)責(zé)衛(wèi)星姿態(tài)控制、姿態(tài)機(jī)動和軌道控制，其控制算法由電子學(xué)功能鏈實(shí)現(xiàn)，不設(shè)置單獨(dú)的下位機(jī)。

（4）有效載荷功能鏈。有效載荷功能鏈由時頻基準(zhǔn)載荷、透明轉(zhuǎn)發(fā)載荷、RNSS載荷、天線陣等組成，產(chǎn)生、保持、校正衛(wèi)星的基準(zhǔn)頻率和基準(zhǔn)時間，完成上行注入與星地時間比對、導(dǎo)航任務(wù)控制管理、導(dǎo)航信息處理、時頻校正算法處理、導(dǎo)航電文生成、星間通信信息處理和接口管理等主要導(dǎo)航業(yè)務(wù)。

4.2框架面板式結(jié)構(gòu)

研制之初，中科院就明確了統(tǒng)一入軌方式、統(tǒng)一衛(wèi)星平臺、統(tǒng)一思想、統(tǒng)一研制隊伍的“四統(tǒng)一”研制思路，其中第一個統(tǒng)一就是采用上面級直接入軌發(fā)射方式，“遠(yuǎn)征”一號上面級直接入軌方式屬首飛，相比常規(guī)運(yùn)載火箭與衛(wèi)星系統(tǒng)的接口關(guān)系，該新狀態(tài)給衛(wèi)星總體設(shè)計帶來了很多新的挑戰(zhàn)，主要涉及力學(xué)環(huán)境、熱環(huán)境、電磁環(huán)境、電氣特性等等各方面接口匹配性要求；同時，由于重量是直接入軌發(fā)射方式的首要限制條件，因此，上面級直接入軌發(fā)射方式對衛(wèi)星的重量、構(gòu)型布局均提出了更嚴(yán)格的要求，不但要求衛(wèi)星“瘦身”，同時，對于以噸計的衛(wèi)星重量偏差要求控制在千克量級。

為了克服新狀態(tài)帶來的問題，負(fù)責(zé)衛(wèi)星總體結(jié)構(gòu)、熱控、電子學(xué)的設(shè)計師們付出了辛苦的勞動，導(dǎo)航衛(wèi)星采用了新型框架面板式構(gòu)型，屬國內(nèi)首創(chuàng)。通過衛(wèi)星結(jié)構(gòu)的不斷優(yōu)化設(shè)計、仿真分析和結(jié)構(gòu)星、鑒定星的研制、試驗(yàn)，該衛(wèi)星出廠重量控制在850kg以內(nèi)，且無需配平，質(zhì)心精度優(yōu)于2mm，很好地滿足了運(yùn)載系統(tǒng)提出的指標(biāo)要求。結(jié)構(gòu)設(shè)計師別具匠心地設(shè)計了衛(wèi)星與上面級的抗沖擊對接裝置，熱控設(shè)計師則針對衛(wèi)星和上面級長時間飛行過程中衛(wèi)星所經(jīng)歷的較冷環(huán)境進(jìn)行了精心設(shè)計和熱控處理。

為確保接口設(shè)計的正確性、匹配性和測試的充分性、覆蓋性，該衛(wèi)星在三年多的研制過程中與運(yùn)載系統(tǒng)前后開展了各類對接試驗(yàn)共計16次，包括機(jī)械接口對接、電氣接口對接、分離沖擊、聯(lián)合振動、聯(lián)合EMC試驗(yàn)等等。其中，衛(wèi)星與上面級分離沖擊試驗(yàn)就開展了4次之多，通過一次次的地面試驗(yàn)，充分驗(yàn)證了中科院導(dǎo)航衛(wèi)星平臺框架面板式結(jié)構(gòu)對上面級與衛(wèi)星分離沖擊的適應(yīng)能力，能夠有效衰減分離沖擊，保護(hù)星上產(chǎn)品，中科院組織的第三方獨(dú)立評估也充分肯定了該設(shè)計。

3月30日晚衛(wèi)星發(fā)射后，與“遠(yuǎn)征”一號上面級共同飛行了近6個小時，飛行過程中衛(wèi)星熱控狀態(tài)良好；衛(wèi)星與上面級分離前，平臺艙單機(jī)溫度均高于-10℃，載荷艙單機(jī)溫度均高于-20℃，大大優(yōu)于預(yù)期溫度（指標(biāo)要求為-40℃以上），通過精準(zhǔn)的熱控克服了上面級對衛(wèi)星供電緊張的困難。

3月31日3時34分，衛(wèi)星與上面級順利分離，進(jìn)入預(yù)定軌道；由此證明了上面級直接入軌發(fā)射方式的可行性和衛(wèi)星平臺的適應(yīng)性。后續(xù)組網(wǎng)衛(wèi)星將廣泛使用這種發(fā)射方式，并以一箭多星以提高發(fā)射效率，降低發(fā)射成本，加快星座組網(wǎng)建設(shè)步伐。

4.3基于星敏感器的姿態(tài)確定技術(shù)

目前世界上GPS、GLONASS、GALILEO和中國“北斗”一期衛(wèi)星，大都采用了“太陽敏感器+紅外地球敏感器+陀螺”為主的姿態(tài)確定方案，由于國內(nèi)目前尚未完全解決陀螺和紅外地球敏感器長壽命、高可靠的問題，可能影響衛(wèi)星姿控系統(tǒng)可靠性。上海微小衛(wèi)星工程中心科研人員通過關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，在導(dǎo)航衛(wèi)星上首次提出并采用了單獨(dú)星敏感器定姿技術(shù)，擺脫了長壽命、高可靠衛(wèi)星對陀螺和紅外地球敏感器的依賴，同時避免了在地影區(qū)太陽敏感器無法定姿的弊端，可以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確可靠的姿態(tài)確定。

相比于傳統(tǒng)的“太陽敏感器+紅外地球敏感器+陀螺”定姿方法，基于星敏感器的定姿方法還有一個優(yōu)點(diǎn)，就是在全天球范圍內(nèi)，通過星敏感器輸出的慣性姿態(tài)，可以直接得到太陽方位和地球方位，無需復(fù)雜的捕獲太陽和捕獲地球的操作，簡化了衛(wèi)星的工作模式，大大提高了系統(tǒng)的可靠性。通過在衛(wèi)星上星敏感器的布局設(shè)計，可以保證在軌正常運(yùn)行過程中太陽始終不影響星敏感器的姿態(tài)確定。該技術(shù)的突破大大簡化了姿軌控分系統(tǒng)配置，單獨(dú)星敏感器定姿可以完成衛(wèi)星對日和對地以及慣性定向等，適應(yīng)未來一箭多星、上面級直接入軌的衛(wèi)星輕量化和可靠性的設(shè)計要求。

對于未來組網(wǎng)星，通過星敏感器和地球敏感器的組合可實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星自主軌道確定，無需地面測控注入衛(wèi)星軌道數(shù)據(jù)，極大地降低了對地面測控的依賴，滿足了未來導(dǎo)航衛(wèi)星自主運(yùn)行的要求。

此次衛(wèi)星與上面級分離轉(zhuǎn)入對地正常工作模式后，衛(wèi)星一直采用單獨(dú)星敏感器定姿，姿軌控系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)穩(wěn)定，經(jīng)過對衛(wèi)星平臺進(jìn)行測試，姿態(tài)控制精度優(yōu)于0.03°，滿足導(dǎo)航衛(wèi)星對姿態(tài)控制精度0.4°的要求。

4.4高功能密度綜合電子體系架構(gòu)

在衛(wèi)星的星務(wù)管理和控制方面，采取了集中式控制、分布式管理的綜合電子體系架構(gòu)，通過總線將中央單元和各類遠(yuǎn)置終端相連接，把有關(guān)硬件、軟件、接口、通信等從系統(tǒng)、部件、電路各個方面進(jìn)行了不同層次的綜合設(shè)計，該體系結(jié)構(gòu)擴(kuò)大了星務(wù)計算機(jī)功能，避免了重復(fù)備份。

在系統(tǒng)的具體實(shí)施中，將衛(wèi)星的電子學(xué)系統(tǒng)統(tǒng)一考慮，不嚴(yán)格劃分姿控、軌控、能源、熱控、測控等。星載計算機(jī)實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星平臺的管理和控制，實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星的狀態(tài)采集、工作模式管理、姿軌控支持、熱控管理、能源管理、配電管理、測控管理和載荷功能支持等；主配電器實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星平臺單機(jī)的供配電功能；數(shù)據(jù)處理終端實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航載荷和其他附屬載荷的管理和控制；輔配電器實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星載荷單機(jī)的供配電功能。

衛(wèi)星的分布式管理方面，主要利用1553B總線、RS422總線統(tǒng)一連接衛(wèi)星各部分單機(jī)，同時為成熟設(shè)備保留必要的遙測遙控信號。1533B總線為雙冗余的高可靠軍用總線，總線具有自動切換功能，當(dāng)一根總線出現(xiàn)故障時，會自動切換到另一條總線上。另外由于1553B采用的是兩級變壓器耦合，任何一個設(shè)備總線接口芯片短路或故障，不會影響整個網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行，有利于系統(tǒng)故障隔離。RS422總線作為衛(wèi)星的地測接口、與上面級接口以及成熟單機(jī)接口可以最大限度的保證衛(wèi)星設(shè)計的繼承性，同時RS422串口具有高等級的航天芯片，可以滿足導(dǎo)航試驗(yàn)星的長壽命、高可靠的要求。

綜合電子系統(tǒng)的設(shè)計按照系統(tǒng)配置最優(yōu)原則，對平臺和有效載荷各分離的電子設(shè)備進(jìn)行集成和綜合，充分有效地利用各子系統(tǒng)和設(shè)備的信息，提高硬件和軟件等各種資源的復(fù)用程度。

4.5相控陣星間鏈路

星間鏈路是新一代“北斗”導(dǎo)航衛(wèi)星的一個亮點(diǎn)，星間鏈路可實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星之間的精密測距、信息通信和時間同步，可將多顆衛(wèi)星互聯(lián)在一起，提高測定軌道及授時精度，并實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星自主導(dǎo)航，在一定程度上擺脫對地面站的依賴。

我國之前的導(dǎo)航衛(wèi)星沒有星間鏈路，遙測遙控和導(dǎo)航星歷的上行均依賴于地面站支持。新一代“北斗”導(dǎo)航衛(wèi)星都將具備星間鏈路，即使在失去地面站支持的極端條件下，導(dǎo)航衛(wèi)星還能生存相當(dāng)長一段時間。而在常規(guī)狀態(tài)下，星間鏈路也有助于提高衛(wèi)星定軌精度。中科院承研的該顆衛(wèi)星采用了基于相控陣天線的星間鏈路體制，躋身國際領(lǐng)先行列。

2015年4月23日16時左右，該衛(wèi)星星間鏈路設(shè)備開機(jī)，運(yùn)行狀態(tài)良好，在軌溫度控制理想，18時左右完成了星地捕獲和穩(wěn)定鎖定，實(shí)現(xiàn)星地建鏈，在“北斗”導(dǎo)航衛(wèi)星上首次驗(yàn)證了相控陣方式的星間鏈路體制。

5　管理創(chuàng)新和舉措

5.1管理扁平化，決策高效化

此次發(fā)射的衛(wèi)星是上海微小衛(wèi)星工程中心首次承擔(dān)的長壽命、高可靠的業(yè)務(wù)星。為集中優(yōu)勢資源做好導(dǎo)航，進(jìn)一步加強(qiáng)導(dǎo)航衛(wèi)星總體力量，工程中心突破常規(guī)，于2011年9月15日成立了導(dǎo)航技術(shù)研究室，專業(yè)開展衛(wèi)星研制技術(shù)工作；項目管理辦公室作為兩條指揮線的決策機(jī)構(gòu)，建立了計劃、質(zhì)量、經(jīng)費(fèi)和物資保障等幾條管理線，開展項目的總體管理工作。

本著“做簡約有效的管理”的原則，上海微小衛(wèi)星工程中心導(dǎo)航項目實(shí)行扁平化管理，重大事項由中心主任辦公會直接決策以提高效率。項目辦建立了“兩總”聯(lián)席會制度，任務(wù)立項實(shí)施以來，共召開“兩總”聯(lián)席會33次，對型號研制中的重大事項進(jìn)行決策。同時，項目辦建立并很好地保持了周調(diào)度會、綜合調(diào)度會、專題調(diào)度會、班前/班后會、專題協(xié)調(diào)會、質(zhì)量工作會等各項制度并在研制工作中切實(shí)貫徹落實(shí)。2011年至今，共組織召開綜合調(diào)度會21次，周調(diào)度會201次以及各類技術(shù)協(xié)調(diào)會，項目辦和技術(shù)總體兩駕馬車相互配合，不斷推動工作穩(wěn)步推進(jìn)。

5.2流程合理化，效率出效益

上海微小衛(wèi)星工程中心秉承中科院不拘一格勇于創(chuàng)新的傳統(tǒng)，型號“兩總”們在研究技術(shù)創(chuàng)新的同時還琢磨著管理創(chuàng)新。新一代“北斗”導(dǎo)航衛(wèi)星在研制流程上有兩點(diǎn)比較突出：

（1）大膽地決定在整星大型試驗(yàn)前完成單機(jī)軟件落焊，提前固化軟件狀態(tài)，通過整星力學(xué)試驗(yàn)、真空熱試驗(yàn)、EMC試驗(yàn)等一系列大型試驗(yàn)，在充分考核整星軟件工作的正確性、匹配性的同時，更好地確保了整星總裝集成的有效性。

（2）充分優(yōu)化衛(wèi)星在發(fā)射場工作流程，衛(wèi)星帶太陽翼和蓄電池組整體運(yùn)輸，極大地減少了衛(wèi)星在發(fā)射場的拆裝次數(shù)，縮減了發(fā)射場工作時間。該衛(wèi)星2015年2月26日空運(yùn)進(jìn)場，3月30日晚發(fā)射，僅用33天就完成了在發(fā)射場全部工作，創(chuàng)造了西昌衛(wèi)星發(fā)射中心的新紀(jì)錄。

5.3創(chuàng)新的技術(shù)狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣管理辦法，確保狀態(tài)全程受控

質(zhì)量和技術(shù)狀態(tài)管控既是航天型號管理的生命線，也是航天型號管理的難點(diǎn)。上海微小衛(wèi)星工程中心獨(dú)創(chuàng)性地提出了技術(shù)狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣管理新方法，通過制定技術(shù)狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣表，在衛(wèi)星出廠技術(shù)狀態(tài)的基礎(chǔ)上，梳理衛(wèi)星進(jìn)場技術(shù)狀態(tài)相對發(fā)射星技術(shù)狀態(tài)待開展的工作項目明細(xì)及最終狀態(tài)固化節(jié)點(diǎn)，結(jié)合衛(wèi)星發(fā)射場技術(shù)流程，針對每一階段測試及總裝操作項目，詳細(xì)記錄每一項衛(wèi)星操作相對于衛(wèi)星發(fā)射狀態(tài)的技術(shù)狀態(tài)轉(zhuǎn)移情況。通過并不復(fù)雜的一張張表格，既降低了技術(shù)狀態(tài)管理的繁瑣程度，又確保在每一項操作中衛(wèi)星狀態(tài)轉(zhuǎn)移過程可控，清晰可見、有據(jù)可查。

5.4堅定推進(jìn)自主可控，核心器部件國產(chǎn)化率進(jìn)一步提高

國產(chǎn)器部件的可靠性不僅是設(shè)計出來、生產(chǎn)出來的，同時還是使用出來的。從立項之初，上海微小衛(wèi)星工程中心就堅定不移地走自主可控的道路，通過多次召開宣貫會使自主可控的理念深入到第一線設(shè)計師心目中。

在本次發(fā)射的新一代“北斗”導(dǎo)航衛(wèi)星上，核心器部件國產(chǎn)化率得到進(jìn)一步提高，包括中科院武漢物數(shù)所研制的高精度星載銣原子鐘、計算所研制的“龍芯1E”抗輻照中央處理器（LS1E）和“龍芯1F”抗輻照處理器（LS1F）、電子所研制的空間大功率行波管放大器等。

4月21日，星載銣原子鐘、時頻、大功率行波管等載荷單機(jī)開機(jī)，地面成功接收到衛(wèi)星下發(fā)的導(dǎo)航信號，標(biāo)志著我國在自主可控的道路上又邁出了堅實(shí)的一步。

5.5年輕團(tuán)隊發(fā)揮執(zhí)行力，凝聚戰(zhàn)斗力

伴隨著首顆新一代“北斗”導(dǎo)航衛(wèi)星的發(fā)射升空，一支年輕的隊伍也逐漸從幕后走到臺前，他們中很多同志都是從高校校園直接進(jìn)入上海微小衛(wèi)星工程中心的測試間和廠房?！澳贻p人能有機(jī)會參與如此重大航天型號，還有什么理由不倍加珍惜呢？”——這是團(tuán)隊共同的想法。作風(fēng)就是戰(zhàn)斗力，在型號“兩總”的帶領(lǐng)下，這支隊伍充分發(fā)揮了敢打肯拼、連續(xù)作戰(zhàn)的作風(fēng)，完成了星上近百臺設(shè)備設(shè)計生產(chǎn)，60多個軟件配置項研制，開展了數(shù)十次整星級大型試驗(yàn)和系統(tǒng)間對接試驗(yàn)，整星加電時間累計達(dá)2 000多個小時，這支隊伍被譽(yù)為“北斗戰(zhàn)神”。

當(dāng)火箭呼嘯著升空、當(dāng)衛(wèi)星與上面級順利分離、當(dāng)衛(wèi)星太陽帆板展開鎖定、當(dāng)衛(wèi)星準(zhǔn)確定點(diǎn)捕獲、當(dāng)?shù)孛娼邮盏叫l(wèi)星下發(fā)的導(dǎo)航信號，年輕的科研人員們熱淚盈眶、群情激昂，1 200多個日日夜夜、“5+2”、白加黑的生活成為大家獻(xiàn)身國防、報效祖國的珍藏，也必將化作揚(yáng)帆啟航的新動力。

6　結(jié)論

“北斗”事業(yè)光榮而神圣，此次發(fā)射的新一代“北斗”導(dǎo)航衛(wèi)星拉開了“北斗”系統(tǒng)全球組網(wǎng)建設(shè)的序幕，根據(jù)國家導(dǎo)航領(lǐng)域2020年戰(zhàn)略規(guī)劃，后續(xù)任務(wù)依然十分艱巨，上海微小衛(wèi)星工程中心將時刻銘記中科院提出的“立足自主創(chuàng)新、突破核心關(guān)鍵、提供解決方案、打破封鎖壟斷”的要義，持續(xù)發(fā)揚(yáng)“自主創(chuàng)新，團(tuán)結(jié)協(xié)作，攻堅克難，追求卓越”的“北斗”精神和“勤于學(xué)習(xí)，勇于創(chuàng)新，敢于挑戰(zhàn)，善于合作，甘于奉獻(xiàn)”的工作作風(fēng)，根據(jù)國家航天的需要，在“北斗”系統(tǒng)全球組網(wǎng)建設(shè)的道路上邁出更快的步伐，做出更多貢獻(xiàn)。

（略）

沈苑 女，上海微小衛(wèi)星工程中心項目部副部長。1980年6月出生于江蘇省溧陽市，畢業(yè)于上海理工大學(xué)光學(xué)與電子信息工程學(xué)院。主要從事導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)研制管理工作。E-mail：sheny@microsate. com

Shen Yuan，female，Master degree in optical and electronic information engineering at the University of Shanghai for Science and Technology.She is born in Liyang，Jiangsu Province.She is deputy director of the Project Management Dept.in Shanghai Engineering Center for Microsatellites（SECM），mainly works on the Beidou Navigation Satellite System.E-mail：sheny@microsate.com

林寶軍 男，上海微小衛(wèi)星工程中心副主任、中國科學(xué)院大學(xué)博士生導(dǎo)師、上?？萍即髮W(xué)博士生導(dǎo)師及北斗導(dǎo)航衛(wèi)星總設(shè)計師。1963年2月出生于吉林省長嶺縣。曾獲國家科技進(jìn)度獎特等獎1項，北京市科學(xué)技術(shù)獎2等獎1項。E-mail：linbaojun@aoe.ac.cn

Lin Baojun，male，born in Changling County，Jilin Province.He is the deputy director of Shanghai Engineering Center for Microsatellites，the Ph.D.advisor of Chinsese Academy of Sciences and Shanghai Tech University，and the chief designer of Beidou Navigation Satellite System.He completed the manufacturing and directed the launching of the first generation of Beidou navigation satellite.E-mail：linbaojun@aoe.ac.cn

（相關(guān)圖片請見封面、彩插一）

Turning Challenges into OpportunitiesYoung Engineers Conquer the“Beidou”Summit——Chinese Academy of Sciences Successfully Completed Development and Launch of China's First New-Generation“Beidou”Navigation Satellite

ShenYuan Xiong Shujie Jiang Guizhong Gong Wenbin Wang Xueliang Shen Xueming Li Guotong Xiang Libin Lin Baojun
（Shanghai Engineering Center for Microsatellites，ChineseAcademy of Sciences and City of Shanghai，Shanghai 201203，China）

At Beijing time 21：52，March 30th 2015，China's first New-Generation Beidou Navigation satellitewas successfully launched from Xichang Satellite Launch Center（XSLC），which has the meaning of China's Beidou Navigation System began to expand from regional to the world.Shanghai Engineering Centre for Microsatellites（SECM），Chinese Academy of Sciences（CAS），is the prime manufacture of the satellite.Fronted with stringent mission requirements，high technical difficulty and tight development schedule，SECM has assimilated innovation concept into the satellite development，break through a number of key technologies，and successfully completed the satellite development and launch.Until now，the satellite in-orbit test has been going well.Both functions and performance have met with the mission requirements.This satellite，the first CAS navigation dedicated platform，experiments and validates key technologies including the frame-panel light-weight satellite structure for the direct orbit injection，star-tracker based attitude determination，and high functional density avionics architecture.These technologies have laid a strong foundation for the batch production of the global constellation.It's also the first time using the launcher upper-stage to launch the satellite into orbit directly.The phased array antennas inter-satellite link technology and auto-navigation scheme have been firstly verified in orbit.High percentage of domestically produced equipment and components have been applied onboard the satellite.The concept of“functional chain”has been brought out，dividing the satellite into payload，mechanical and thermal，avionics，AOCS functional chains，greatly enhancing the reliability and functional density of the satellite.It's also the first geostationary，long-lifetime，high reliability satellite undertaken by the CAS.

satellite，navigation and position，“Beidou”navigation satellite system

10.16418/j.issn.1000-3045.2015.03.013

修改稿收到日期：2015年5月13日