11月5日19時45分，我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長征三號乙運載火箭，成功發(fā)射兩顆北斗三號全球組網(wǎng)衛(wèi)星。 新華社 圖

繼兩顆北斗三號全球組網(wǎng)衛(wèi)星成功發(fā)射后，其背后的高精尖技術(shù)也在一步步揭開面紗。

11月5日19時45分，中國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長征三號乙運載火箭，成功發(fā)射兩顆北斗三號全球組網(wǎng)衛(wèi)星。

據(jù)新華社報道，這是北斗三號衛(wèi)星的首次發(fā)射，標(biāo)志著中國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)步入全球組網(wǎng)新時代。

澎湃新聞記者從中國航天科工集團(tuán)公司（下簡稱“航天科工”）獲悉，航天科工承擔(dān)了北斗三號工程中原子鐘、聲表面波濾波器、蓄電池、緊固件、連接器等產(chǎn)品的研制生產(chǎn)和軟件測評等工作，其中多項產(chǎn)品為關(guān)鍵技術(shù)。

原子鐘：導(dǎo)航衛(wèi)星的心臟，支撐北斗全球?qū)Ш较到y(tǒng)建設(shè)

在北斗三號全球組網(wǎng)衛(wèi)星發(fā)射成功背后，衛(wèi)星核心設(shè)備原子鐘需要做的，是維持衛(wèi)星時間準(zhǔn)確性，從而幫助衛(wèi)星精準(zhǔn)定位。

據(jù)航天科工方面負(fù)責(zé)人介紹，在北斗衛(wèi)星的上行和下行信號中，時間信息是最重要的控制信息和定位依據(jù)，用戶定位信息準(zhǔn)確的前提是各衛(wèi)星本地時間的高度統(tǒng)一。

“維持衛(wèi)星時間準(zhǔn)確性的守時設(shè)備就是原子鐘，可謂沒有原子鐘就沒有全球?qū)Ш健！睋?jù)航天科工二院203所方面負(fù)責(zé)人介紹，該所為北斗衛(wèi)星提供的就是用以維持衛(wèi)星時間準(zhǔn)確性的高精度的星載氫原子鐘、星載銣原子鐘等產(chǎn)品。

航天科工二院203所方面負(fù)責(zé)人介紹上述產(chǎn)品的重要性在于，星載的原子鐘一旦發(fā)射上天便一錘定音，原子鐘一旦性能不佳或失效，這顆衛(wèi)星便會性能退化或跟隨失效，這也是原子鐘被稱為導(dǎo)航衛(wèi)星的心臟的原因。

據(jù)悉，我國北斗全球?qū)Ш较到y(tǒng)所應(yīng)用的星載氫原子鐘和星載銣原子鐘，能優(yōu)勢互補(bǔ)，從而為北斗系統(tǒng)提供良好的守時基礎(chǔ)。

記者還了解到，此前，航天科工二院203所已為北斗導(dǎo)航系統(tǒng)總體提供了多臺星載原子鐘，幾乎入駐了每顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星。據(jù)該所介紹，目前，這些產(chǎn)品的綜合數(shù)據(jù)和關(guān)鍵指標(biāo)已達(dá)國際先進(jìn)水平，并在2017年獲得國家科技進(jìn)步特等獎，直接有效地支撐了我國北斗全球?qū)Ш较到y(tǒng)的建設(shè)。

精密原件解密：聲表面波濾波器決定精度，晶體元器件為衛(wèi)星頻率源

作為衛(wèi)星導(dǎo)航中的核心元器件，聲表面波濾波器直接影響導(dǎo)航系統(tǒng)的精度及作用距離。

據(jù)航天科工二院23所方面負(fù)責(zé)人介紹，北斗衛(wèi)星系統(tǒng)中的聲表面波濾波器即是由該院生產(chǎn)，用以安裝在衛(wèi)星的接收機(jī)上，對宇宙中各類噪音、雜波進(jìn)行過濾，讓衛(wèi)星的通信更加清晰。

在研制過程中，聲表面波濾波器需要經(jīng)歷仿真驗證、可靠性設(shè)計、熱設(shè)計、機(jī)械設(shè)計，需在凈化間內(nèi)進(jìn)行芯片制作、檢驗、封裝和測試，然后進(jìn)行嚴(yán)酷的力學(xué)和溫度試驗等階段，最終以滿足出廠要求。

截至目前，由航天科工二院23所生產(chǎn)的聲表面濾波器已為北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)服務(wù)十年，據(jù)該院方面負(fù)責(zé)人稱，目前北斗衛(wèi)星依舊保持“耳聰目明”的狀態(tài)。

相較聲表面波濾波器對精度的決定作用，晶體元器件則保障衛(wèi)星能持續(xù)運作。

據(jù)生產(chǎn)商航天科工203所方面負(fù)責(zé)人介紹，晶體元器件為衛(wèi)星的頻率源，保障衛(wèi)星的長壽命與可靠性。

“雖然普通的晶體元器件只有指甲蓋那么大，但性能優(yōu)越，且功耗低，集成化的晶振能夠承受太空中惡劣的空間環(huán)境。但元器件一旦上天就不能修復(fù)，所以我們本著質(zhì)量第一、精益求精的原則來加工生產(chǎn)，絕不讓一顆有問題的產(chǎn)品上天。”元器件室設(shè)計師表示。

衛(wèi)星“體檢師”：先后發(fā)現(xiàn)排除300多處問題隱患，涉及50多項重要問題

對北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)問題隱患的排除，也是北斗三號工程的重中之重。

澎湃新聞記者從航天科工獲悉，該集團(tuán)三院304所的軟件評測團(tuán)隊在此次北斗三號工程中，主要負(fù)責(zé)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)軟件質(zhì)量評測保障工作。

其中，航天科工三院304所針對導(dǎo)航的核心部件——導(dǎo)航任務(wù)處理機(jī)開展軟件可靠性安全性分析與驗證，應(yīng)用自主研發(fā)的半實物可靠性驗證平臺，構(gòu)建了175種導(dǎo)航處理機(jī)故障集。

值得注意的是，該院304所團(tuán)隊在封閉測試中先后發(fā)現(xiàn)了300余處問題和隱患，其中包括影響導(dǎo)航任務(wù)通信、數(shù)據(jù)采集、姿態(tài)計算等方面的50余處重要問題，均得到了攻克解決。

航天科工方面表示，上述有關(guān)成果已列入北斗系列衛(wèi)星成果的整星預(yù)案中，為北斗后續(xù)軟件的可靠性安全性保障提供有力支撐。