北斗三號(hào)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)完成全球組網(wǎng)，用了20年。這20年間，陜西作為航天科技大省，為北斗三號(hào)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)完成全球組網(wǎng)提供了大量的技術(shù)和裝備。

　　千余臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)助力北斗三號(hào)衛(wèi)星全球組網(wǎng)

　　位于西安南郊的中國(guó)航天科技集團(tuán)第六研究院(以下簡(jiǎn)稱航天六院)，20年間為北斗衛(wèi)星的發(fā)射升空和入軌提供了多種型號(hào)的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)1000余臺(tái)，為北斗三號(hào)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)全球組網(wǎng)提供了強(qiáng)大動(dòng)力。

　　航天六院副院長(zhǎng)馬雙民介紹，由長(zhǎng)三甲、長(zhǎng)三乙、長(zhǎng)三丙三型火箭組成的長(zhǎng)三甲系列運(yùn)載火箭，承擔(dān)了北斗衛(wèi)星的全部發(fā)射任務(wù)。20年來，航天六院研制生產(chǎn)的75噸級(jí)和4.8噸級(jí)常規(guī)發(fā)動(dòng)機(jī)、8噸級(jí)氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)，分別承擔(dān)著運(yùn)載火箭的助推和一級(jí)動(dòng)力、二級(jí)動(dòng)力、三級(jí)動(dòng)力。航天六院研制的姿態(tài)控制發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)、“遠(yuǎn)征一號(hào)”上面級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)、衛(wèi)星490牛頓發(fā)動(dòng)機(jī)和推進(jìn)系統(tǒng)，分別為箭體姿態(tài)調(diào)整、衛(wèi)星精準(zhǔn)入軌等提供了“貼心”服務(wù)。

　　衛(wèi)星490牛頓發(fā)動(dòng)機(jī)，是目前國(guó)內(nèi)唯一的中高軌道衛(wèi)星軌道控制發(fā)動(dòng)機(jī)，為北斗衛(wèi)星提供了從轉(zhuǎn)移軌道至預(yù)定軌道所需要的動(dòng)力，也廣泛應(yīng)用于空間站、貨運(yùn)飛船等航天器。在北斗系統(tǒng)組建過程中，該型發(fā)動(dòng)機(jī)從第一代升級(jí)到第二代，通過不斷技術(shù)創(chuàng)新、升級(jí)換代，提高了“金牌動(dòng)力”的含金量，產(chǎn)品性能和服務(wù)水平持續(xù)提升。

　　“遠(yuǎn)征一號(hào)”上面級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)，可在太空將一個(gè)或多個(gè)航天器直接送入不同軌道，被稱為“太空擺渡車”。該型發(fā)動(dòng)機(jī)具備二次起動(dòng)能力，可讓衛(wèi)星從發(fā)射到進(jìn)入運(yùn)行軌道的過程，從數(shù)天縮短為5個(gè)多小時(shí)，而且不耗費(fèi)衛(wèi)星燃料，延長(zhǎng)衛(wèi)星使用壽命，并大大增強(qiáng)運(yùn)載火箭的任務(wù)適應(yīng)性。

　　火箭上配套的姿態(tài)控制發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，由大大小小十幾個(gè)姿態(tài)控制發(fā)動(dòng)機(jī)組成，承擔(dān)著火箭和上面級(jí)的姿態(tài)控制、推進(jìn)劑沉底和末速修正。

　　衛(wèi)星推進(jìn)系統(tǒng)，由數(shù)臺(tái)星用姿態(tài)控制發(fā)動(dòng)機(jī)組成，用于消除星箭分離后的干擾，承擔(dān)著軌道維持和姿態(tài)控制功能。

　　根據(jù)每次發(fā)射的不同功能需求，航天六院為執(zhí)行任務(wù)的三型火箭配備了不同動(dòng)力組合，為確保火箭成功發(fā)射、北斗衛(wèi)星精準(zhǔn)入軌提供了穩(wěn)定可靠的動(dòng)力源泉。

　　為保障北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，航天六院先后培養(yǎng)出10余名副總師、近百名主任設(shè)計(jì)師和數(shù)百名技能人才，形成了多方研制、成果共享、延續(xù)發(fā)展的發(fā)動(dòng)機(jī)研制綠色鏈條，有效推動(dòng)了各型發(fā)動(dòng)機(jī)質(zhì)量提升。

　　為20顆衛(wèi)星提供全部有效載荷系統(tǒng)

　　中國(guó)航天科技集團(tuán)第五研究院西安分院(以下簡(jiǎn)稱西安分院)承擔(dān)了北斗三號(hào)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中60%的衛(wèi)星有效載荷研制任務(wù)。

　　西安分院北斗三號(hào)衛(wèi)星副總設(shè)計(jì)師張立新介紹，北斗三號(hào)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)共有30顆組網(wǎng)衛(wèi)星，西安分院為其中的20顆衛(wèi)星提供了全部的有效載荷系統(tǒng)，包括導(dǎo)航載荷、報(bào)文通信載荷、全球搜救載荷、星基增強(qiáng)載荷等全部8大類有效載荷。北斗三號(hào)衛(wèi)星的有效載荷部件級(jí)達(dá)到了100%國(guó)產(chǎn)化，是中國(guó)人在科技領(lǐng)域自主創(chuàng)新的典范。

　　與北斗二號(hào)衛(wèi)星的區(qū)域?qū)Ш较啾龋倍啡?hào)衛(wèi)星全球?qū)Ш较到y(tǒng)可以在全球范圍內(nèi)為用戶提供全天候、全天時(shí)的高精度、高可靠定位、導(dǎo)航和授時(shí)服務(wù)。服務(wù)能力和范圍要全面“升級(jí)”，取決于北斗三號(hào)衛(wèi)星的有效載荷功能是否強(qiáng)大、性能是否大幅提高。為此，西安分院研制團(tuán)隊(duì)經(jīng)過10多年艱苦卓絕的努力，攻克了幾十項(xiàng)核心關(guān)鍵技術(shù)。在衛(wèi)星上，西安分院聯(lián)合國(guó)內(nèi)優(yōu)勢(shì)單位共同研發(fā)，為北斗三號(hào)衛(wèi)星裝上了每天計(jì)時(shí)精度達(dá)到十億分之一秒至百億分之一秒的銣鐘和氫鐘、精確傳遞時(shí)頻信號(hào)的基準(zhǔn)頻率合成器和導(dǎo)航任務(wù)處理機(jī)等一系列高科技產(chǎn)品和系統(tǒng)，使北斗三號(hào)全球?qū)Ш较到y(tǒng)定位精度優(yōu)于5米，并建立了能夠?qū)崿F(xiàn)衛(wèi)星在軌自主運(yùn)行的星間鏈路，面向全球提供穩(wěn)定、精準(zhǔn)的服務(wù)。

　　除了提供基本導(dǎo)航服務(wù)，北斗三號(hào)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)還可向用戶提供精密單點(diǎn)定位服務(wù)、短報(bào)文服務(wù)等多樣化的服務(wù)。例如共享單車停放區(qū)域的“電子圍欄”精確化管理，測(cè)量地震后建筑物的下沉變化等。

　　星載計(jì)算機(jī)和星載電源由陜西研制

　　位于西安高新區(qū)的中國(guó)航天科技集團(tuán)第九研究院第771研究所(以下簡(jiǎn)稱771所)研制的星載計(jì)算機(jī)、星載電源，為北斗三號(hào)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)按時(shí)完成全球組網(wǎng)發(fā)揮了重要作用。

　　北斗三號(hào)衛(wèi)星星載計(jì)算機(jī)是771所研制的首批高軌道、長(zhǎng)壽命衛(wèi)星計(jì)算機(jī)，在軌主要負(fù)責(zé)衛(wèi)星平臺(tái)信息處理、軌道數(shù)據(jù)采集、衛(wèi)星姿態(tài)控制、星上時(shí)間管理以及各種飛行任務(wù)管理和數(shù)據(jù)處理工作，對(duì)衛(wèi)星上各功能模塊進(jìn)行高效可靠的管理和控制，監(jiān)視整星狀態(tài)，協(xié)調(diào)整星工作，是整星核心設(shè)備。

　　星載計(jì)算機(jī)采用集中式系統(tǒng)架構(gòu)，運(yùn)用計(jì)算與IO控制并發(fā)技術(shù)，將傳統(tǒng)衛(wèi)星平臺(tái)的數(shù)據(jù)管理計(jì)算機(jī)、姿態(tài)控制計(jì)算機(jī)和電源管理計(jì)算機(jī)的功能，在一臺(tái)計(jì)算機(jī)內(nèi)進(jìn)行了一體化集成設(shè)計(jì)，在確保計(jì)算機(jī)高效、有序、可靠地實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星平臺(tái)的各種控制與管理功能的同時(shí)，有效簡(jiǎn)化了衛(wèi)星平臺(tái)電子系統(tǒng)復(fù)雜度，并減輕衛(wèi)星平臺(tái)的重量和體積。

　　北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)空間段由5顆靜止軌道衛(wèi)星和20顆非靜軌道衛(wèi)星組成，軌道高度分別為3.6萬公里和2.4萬公里，空間環(huán)境惡劣，星載計(jì)算機(jī)需要滿足在兩種軌道環(huán)境下均可以長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行的能力，可靠度要求高。在研制過程中，771所突破了系統(tǒng)重構(gòu)、高可靠安全指令輸出、智能化多通道數(shù)據(jù)采集、多功能集成設(shè)計(jì)、抗空間輻照設(shè)計(jì)以及星上實(shí)時(shí)時(shí)鐘自主管理等多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，使得星載計(jì)算機(jī)壽命達(dá)到10年以上，可靠度在壽命末期達(dá)到0.989。

　　771所還為北斗三號(hào)工程配套了9個(gè)型號(hào)161臺(tái)套電源產(chǎn)品，為自主運(yùn)行、測(cè)控、姿軌控等多個(gè)分系統(tǒng)單機(jī)提供二次電源供電。

　　陜西航天科研隊(duì)伍聚焦每一個(gè)細(xì)微問題，以精益求精的工作態(tài)度，以國(guó)際一流的水準(zhǔn)，為全面建成北斗三號(hào)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)貢獻(xiàn)力量，助力“中國(guó)的北斗”成為“世界的北斗”。