7月25日發(fā)射成功的北斗導(dǎo)航雙星“兄弟”屬于我國北斗導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)建設(shè)戰(zhàn)略第三步（于2020年左右，建成由5顆靜止軌道衛(wèi)星和30顆非靜止軌道衛(wèi)星組成的覆蓋全球的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，前兩步即建立起完善的北斗導(dǎo)航試驗(yàn)系統(tǒng)和覆蓋亞太地區(qū)的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)已實(shí)現(xiàn)）的初始階段，作為北斗家族的新成員，在繼承前面“眾兄弟”優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，又有著自己獨(dú)特的優(yōu)勢?！拔覀冊谕七M(jìn)北斗導(dǎo)航衛(wèi)星研制的過程中，不斷創(chuàng)新理念、技術(shù)，優(yōu)化流程，升級產(chǎn)品，從這個角度來講，北斗導(dǎo)航雙星‘兄弟’是他們哥哥們的升級版”，中國航天科技集團(tuán)五院北斗導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)總設(shè)計師謝軍告訴記者。
壽命長 性能指標(biāo)大跨越
在之前北斗導(dǎo)航衛(wèi)星8年可靠性設(shè)計基礎(chǔ)上，此次發(fā)射的兩顆衛(wèi)星壽命將提高到12年，這對衛(wèi)星的總體設(shè)計和各分系統(tǒng)都提出了更高的要求。
五院總體部立足于任務(wù)需求，自主研發(fā)了我國首個全桁架式衛(wèi)星平臺，形成了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的星間鏈路網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和系統(tǒng)方案的設(shè)計，為全球系統(tǒng)快速組網(wǎng)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
衛(wèi)星在軌穩(wěn)定工作12年，控制分系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)至少60天完全自主運(yùn)行的目標(biāo)，這對衛(wèi)星的“大腦”提出了極高的要求。五院502所研制的首個高軌衛(wèi)星綜合電子系統(tǒng)被稱為“最強(qiáng)大腦”，它的成功在軌應(yīng)用，推動著中國航天綜合電子技術(shù)的跨越式發(fā)展，為衛(wèi)星電子系統(tǒng)智能化、集成化、輕量化和高可靠尋求了最優(yōu)的解決方案。研發(fā)自主可控的“中國芯”是搭建“最強(qiáng)大腦”十分重要的一步。衛(wèi)星上應(yīng)用了我國自主知識產(chǎn)權(quán)的四核片上系統(tǒng)SoC2012和國產(chǎn)化ASIC芯片，這兩種產(chǎn)品從方案到控制算法，從硬件到SpaceOS2.0操作系統(tǒng)、再到應(yīng)用軟件，均為100%中國制造，其性能大幅超越上一代產(chǎn)品。中心管理單元（CMU）是“最強(qiáng)大腦”的核心產(chǎn)品，質(zhì)量較過去減少了1/3多，功耗、體積大大減??；計算性能是之前導(dǎo)航衛(wèi)星的3倍，通信能力和可靠性均達(dá)到國際先進(jìn)水平，自主管理、自主診斷和生存能力得到全面提升。
衛(wèi)星采用全新導(dǎo)航衛(wèi)星專用平臺，動力系統(tǒng)首次全面采用了五院502所研制的新一代雙組元10N發(fā)動機(jī)即10NG，重量只有600克，卻承擔(dān)了衛(wèi)星整個壽命期間的姿態(tài)控制與軌道調(diào)整任務(wù)，是我國目前唯一使用的長壽命雙組元姿控發(fā)動機(jī)。相比于之前導(dǎo)航衛(wèi)星上做出重要貢獻(xiàn)的10N發(fā)動機(jī)，10N改進(jìn)型發(fā)動機(jī)增加了更多的“技能”：其節(jié)省的燃料可以為衛(wèi)星延壽的時間將以年計；最長累積點(diǎn)火時間可達(dá)到90小時以上；動作的準(zhǔn)確度和精度提升了整整一倍，保證了在任何時間任何地點(diǎn)，只要衛(wèi)星需要，都能在第一時間毫無偏差的做到位。
隨兩顆衛(wèi)星成功遠(yuǎn)征的CMOS小相機(jī)是中國航天科技集團(tuán)五院508所CMOS相機(jī)家族的“第二代＋”產(chǎn)品。在外形上，相機(jī)成功“瘦身”1/7，體積和功耗也大幅降低，在太空實(shí)現(xiàn)了“環(huán)保經(jīng)濟(jì)”；相機(jī)首次具備了一張16G的內(nèi)存卡，可以存儲256張照片；首次采用多斜率積分成像技術(shù)，在以往全局測光的基礎(chǔ)上新增局部測光功能，可以對想要呈現(xiàn)的具體景物單獨(dú)測光，保證圖像更加清晰自然；該技術(shù)還提高了圖像的動態(tài)范圍，避免照片曝光過度或光線太暗導(dǎo)致的成像模糊，使相機(jī)足以應(yīng)對太空中惡劣的成像條件，圖像質(zhì)量顯著提高。
五院510所研制的高精度銣鐘是兩顆衛(wèi)星有效載荷的核心設(shè)備，為整個衛(wèi)星提供時間基準(zhǔn)和頻率基準(zhǔn)，其穩(wěn)定度直接決定了導(dǎo)航衛(wèi)星的精準(zhǔn)度。相比前期導(dǎo)航衛(wèi)星銣鐘物理部分，高精度銣鐘物理部分的真空萬秒穩(wěn)定度提高了10倍，導(dǎo)航精度更加精確，自主導(dǎo)航時間延長。
科學(xué)干 研制效率大提升
為了讓“雙星”兄弟順利與天上的“眾兄弟”匯合，更好的完成使命，廣大航天科研工作者勇于創(chuàng)新，優(yōu)化流程，在研制過程中，探索出了很多提高效率的方法。
經(jīng)過前期北斗導(dǎo)航衛(wèi)星的探索與實(shí)踐，五院總裝與環(huán)境工程部形成了整星批試驗(yàn)的技術(shù)體系，具備了完整的批試驗(yàn)技術(shù)流程，研制出成套的批試驗(yàn)專用工裝，在國內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)了大型航天器批量化熱試驗(yàn)，縮短了試驗(yàn)周期。剛剛發(fā)射成功的北斗導(dǎo)航雙星就實(shí)現(xiàn)了并行熱試驗(yàn)，這是國內(nèi)首次中型衛(wèi)星雙星在同一容器內(nèi)并行進(jìn)行熱平衡、熱真空試驗(yàn)。另外，在衛(wèi)星的振動試驗(yàn)中，該部還采用了力限振動控制方法，此方法首次在正樣星應(yīng)用，標(biāo)志著該技術(shù)的逐步成熟。
仿真系統(tǒng)的應(yīng)用為研制任務(wù)的順利完成提供了技術(shù)支持和質(zhì)量保證?？傃b工藝師們發(fā)明了基于航天器裝配仿真技術(shù)的虛擬裝配方法，實(shí)現(xiàn)了衛(wèi)星群總裝流程優(yōu)化、大重及特殊設(shè)備安裝、逆流程操作等難題解決方案的可行性驗(yàn)證與風(fēng)險分析，關(guān)重設(shè)備安裝及逆流程操作一次合格率100%，既省時省力，又能提前發(fā)現(xiàn)裝配風(fēng)險；電磁兼容仿真系統(tǒng)也為五院529廠研發(fā)的一種插板式二次電源產(chǎn)品做出了突出貢獻(xiàn)。這種電源產(chǎn)品是將6個小模塊電源集成在一起的板卡式組件產(chǎn)品，集成度高帶來的是復(fù)雜的電磁影響關(guān)系，試驗(yàn)次數(shù)多是影響任務(wù)進(jìn)度的難點(diǎn)，而在仿真系統(tǒng)的幫助下，原來要驗(yàn)證一個設(shè)計，往往需要做十幾次試驗(yàn)，現(xiàn)在在電腦中進(jìn)行仿真，不光速度快，還能直接生產(chǎn)各種數(shù)據(jù)，讓設(shè)計師改進(jìn)設(shè)計時有據(jù)可依。
北斗導(dǎo)航衛(wèi)星貯箱的研制，批量大、節(jié)點(diǎn)緊，五院510所將貯箱產(chǎn)品的生產(chǎn)過程劃分為通用相似零組件生產(chǎn)階段和產(chǎn)品組裝階段，將以前按技術(shù)流程組織生產(chǎn)的模式，轉(zhuǎn)變?yōu)榘戳憬M件生產(chǎn)，實(shí)行表格化管理，生產(chǎn)進(jìn)度細(xì)化到每一個工序。打破型號壁壘，避免了由于缺乏整體協(xié)調(diào)、各型號之間搶占生產(chǎn)資源的現(xiàn)象，使生產(chǎn)線上的每個環(huán)節(jié)的能力都發(fā)揮到最佳，提高了生產(chǎn)效率。
作為北斗家族的新成員，雙星“兄弟”的亮點(diǎn)還有很多很多；科研人員的創(chuàng)新故事也遠(yuǎn)不止這此，在此只能截取其中的代表加以介紹，期望大家對這個“家族”有更深的了解，對我們的北斗導(dǎo)航系統(tǒng)更有信心！
