人民網北京1月10日電 9日，2016年度國家科學技術獎勵大會在京召開，會上“北斗二號衛星工程”（下文簡稱“北斗二號”）榮獲國家科技進步特等獎。據悉，“北斗二號”衛星導航系統由14顆組網衛星和32個地面站天地協同組網運行，可為我國和亞太地區提供導航、定位、授時和短報文通信服務。
中國電科通信事業部39所、54所、9所等眾多科研單位，參與了包括新一代航天擴頻測控網、地面運行控制系統在內的眾多科研項目的建設，在“北斗二號”身上注入了強大的電科“基因”，為其高精度、高連續、高穩定在軌運行提供了強大技術支撐。
織一張擴頻測控“網”
“北斗二號”中最具特色的莫過于創建了新一代航天擴頻測控網，這張網創新地采用了由10所研制的S頻段擴頻統一系統，首次將擴頻技術引入航天測控領域，與傳統USB測控相比，該系統具有高精度、多目標、高抗干擾性等顯著優點，為測控領域帶來了一次革命性的技術創新，是航天測控事業發展的一個里程碑。
這張網采用系統通過綜合集成設計，進一步提高了自動化標校測試、自動化故障診斷及自動化監控管理水平，并首次在測控系統中研制了基于計劃驅動的自動運行軟件，實現系統“有人值守、無人操作”。
據介紹，S頻段擴頻統一系統，主要為裝有各類擴頻體制應答機的航天器提供測控支持，可用于支持“北斗二號”導航及后續地球軌道航天器軌道發射和早期階段和運行階段的測控任務，并可以兼顧較遠距離的航天器探測和有關衛星應用數據的接收。
建一條“星”地射頻“道”
“北斗二號”地面運控系統建設中，通信事業部39所研發的拋物面天線實現了對衛星的自動跟蹤，從而保證天線電軸可以始終準確地指向衛星，為地面運控系統提供了一條高品質的、傳輸時延和相位中心穩定的上下行射頻通道，填補了我國在此領域的空白。
在這個運控系統，最引人矚目的是天線伺服控制無人值守技術和單脈沖/程序混合跟蹤技術的運用。天線伺服控制無人值守技術，可使天線根據系統播發的預推衛星星歷和地面站坐標計算天線方位俯仰引導角度，從而實現對衛星的跟蹤，任務結束后天線自動收藏，減少了人為操控失誤，提高了系統的可靠性。
單脈沖/程序混合跟蹤技術的運用，可使天線一旦發現滿足跟蹤條件的目標，則自動進入自跟蹤，同時在自跟蹤過程中，如果目標跟丟了，系統可通過系統判斷再次發現目標進行跟蹤。
據悉，目前中國電科共為“北斗二號”建設了十余多型套監測站天線，同時在設備運行期間，不間斷地做好各種售后工作，為系統的穩定運行提供了可靠的支持。
鑄一條“星”間鏈“路”
“北斗二號”之所以可以提供高精度的位置服務和授時服務，需要依托通過地面基站進行支持。地面基站“走出國門”太難，若在境外無法建立有效的地面站，也就會使放到境外的星群處于不可控制的狀態，根本無法實現正常的導航功能。
不能在境外設立地面基站，在“星”與“星”之間建立起一條“鏈路”，利用星間鏈路系統使幾十顆星編織成星網成為一個整體，這樣只要能保證其中任何一顆星的位置準確，就可以實現整個衛星網絡的準確運行，還可以提高導航衛星授時和定軌的精度。采用衛星與衛星間相互通信，能夠大大減少地面站的數量，從而突破了國境的限制，突破了北斗系統從區域走向全球的最大技術難點。
在這種思路的指引下，星間鏈路地面管理系統應運而生。經過5年的不懈努力，通信事業部54所的攻堅團隊突破了一個個技術難點，在國際上首次驗證相控陣星間鏈路與自主導航體制，實現了衛星之間能相互傳送數據，不再依賴地面基站。
“星間鏈路”作為一個重大自主創新，與以往的北斗導航衛星相比，“星間鏈路地面管理站”為北斗自主運行能力達到GPS現代化水平提供強有力的支撐，有效解決北斗導航衛星之間的通信問題，全球組網后，30余顆北斗導航衛星將借助該系統實現“互聯互通”。星間鏈路系統將各個導航衛星緊密聯系起來，組成一個相對“自主運行”的體系，即使地面設備全部遭到破壞，通過該系統，北斗導航衛星也能夠保持度地運行很長一段時間。
造一位“星”語“醫生”
只有健康的衛星才可以參與定位服務，為了精準“找到”衛星，理解衛星的“語言”，并且從“醫生”的角度專業評判出一顆衛星是否健康，并將診斷結果精準有效地傳回“診斷中心”，需要有專門的設備予以實現。為此，中國電科20所為“北斗二號”打造了一名“衛星醫生”——“地面監測接收機”和監測站。
據悉，目前中國電科已經打造了22名這樣的衛星“醫生”，并布局了22個監測站，在廣袤大地上守護天上的“星星”們的健康，為“北斗二號”全球化布局提供堅實的工程和技術保障。別看地面監測接收機身材“嬌小”，但就是這個只有電腦機箱大小的東西，功能卻是獨一無二，基本上囊括了地面系統幾乎所有的技術難點。
攻堅團隊僅用了一年的時間，便完成了30余次大型聯調聯試，100余項大小測試科目，實現了整機裝備國產化率高達90%以上，對北斗系統精密定軌、完好性監測起到重要的支撐作用，為北斗系統全面國產化成功“試水”，在性能上填補了國內空白，達到國際領先水平。
鑄一雙高能“星”翼
“北斗二號”的數十顆衛星，都有一雙精心打造的高“能”翅膀。這些翅膀——“北斗二號”衛星電源子系統由18所打造，包括太陽電池陣、蓄電池組和電源控制設備等眾多產品。
這雙飛天“羽翼”在鑄造過程中克服了眾多技術難點，實現了包含太陽電池陣混合布局技術、高可靠性母線控制技術、分流調節器高可靠溫度控制技術、蓄電池組輪流充電控制技術、蓄電池組極限溫度控制技術和新型蓄電池組結構設計等多項技術創新，填補了我國空間電源的空白，而且為后繼型號的工程應用提供借鑒，對我國同步軌道中功率衛星平臺發展產生了重大影響，為“北斗二號”的順利組網做出了重要貢獻，提高了我國空間電源的研制水平為導航二代二期衛星的一次電源子系統的研制提供了技術基礎。
同時，21所還為這雙“羽翼”，配備了專門的“防護罩”——感應子式永磁步進電動機，這個“防護罩”它采用電磁優化技術和高可靠性結構設計實現了輕小型化、功耗低，可以確保電磁陣的展開，并使太陽能帆板始終指向太陽，保證衛星在不同角度都能接收到太陽能。
研一系列最“星”科技
除此之外，9所、23所、重慶聲光電等成員單位為“北斗二號”研發了系列關鍵元器件，確保“北斗二號”的安全、平穩運行。
6型系列隔離器，主要應用于衛星系統的隔離和去耦，可以有效改善系統駐波；高可靠航天航空高溫特種電線電纜，既可以作為電源線、安裝線，又可以作為信號線使用，可以長期-65℃～+260℃溫度下工作，能滿足北斗工程所需的體積小、重量輕、耐輻照、耐高溫、高可靠性、綜合性能好等眾多要求；自主研發的導航射頻芯片，一塊芯片可替換之前的多枚芯片，并且芯片體積更小，功耗更低，集成度更高；自主開發的星載測量型電路，為國內首款星載領域的北斗射頻芯片，填補了國內芯片在北斗導航領域星載應用的空白。
作為“北斗二號”衛星工程中的中堅力量，中國電科不斷創新，研發了系列高精尖產品，培育了敢于拼搏的“北斗”精神，在廣袤大地上“電科人”用一腔科技報國的熱忱守護著“星星”們的健康，為北斗衛星導航系統全球化布局提供堅實的工程和技術保障，為北斗的全球化進程騰飛不懈奮斗著。
