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航天科技五院:“中國坐標(biāo)”閃耀星空
2020-08-17 07:34:27 來源: 經(jīng)濟(jì)參考報
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  關(guān)鍵器部件100%國產(chǎn)化 管理創(chuàng)新賦能高效組網(wǎng)

  航天科技五院:“中國坐標(biāo)”閃耀星空

  2020年7月31日,北斗三號全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)正式開通。這個由我國建成的獨(dú)立自主、開放兼容的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),從此走向了服務(wù)全球、造福人類的時代舞臺。

  點(diǎn)亮北斗的,是中國航天人26年的不懈努力。作為我國自主研發(fā)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的中堅力量,中國航天科技集團(tuán)五院(以下簡稱“五院”)從單星研發(fā)到多星并舉,從艱難追趕到昂首超越,蹚出了一條獨(dú)立自主、創(chuàng)新超越的道路。

  關(guān)鍵器部件100%國產(chǎn)化

  核心器部件國產(chǎn)化率100%,是北斗三號衛(wèi)星亮眼的標(biāo)簽。自2009年11月啟動建設(shè),10余年以來,共有400多家單位、30余萬科技人員集智攻關(guān),攻克星間鏈路、高精度原子鐘等百余項(xiàng)關(guān)鍵核心技術(shù),突破上百項(xiàng)器部件國產(chǎn)化研制。

  對五院而言,國產(chǎn)化推進(jìn)之初步履維艱,全院上下不惜花費(fèi)超過其他衛(wèi)星3倍多的時間反復(fù)進(jìn)行驗(yàn)證、測試、迭代。

  五院北斗系統(tǒng)工程副總設(shè)計師、北斗三號工程衛(wèi)星系統(tǒng)總設(shè)計師謝軍回憶,那段時間只要一下班或周末,他就跑去廠家現(xiàn)場“督戰(zhàn)”,有時做產(chǎn)品試驗(yàn),他也一直守著,有時甚至36小時不合眼。經(jīng)過了上萬個日日夜夜的風(fēng)雨兼程,他和北斗研制團(tuán)隊(duì)成功實(shí)現(xiàn)了上千項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)的突破,最終使得北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)可以為全球用戶提供全天候、全天時、高精度的定位、導(dǎo)航和授時服務(wù)。

  在國產(chǎn)化的征程中,有一個很難攻克的產(chǎn)品,就是衛(wèi)星使用的陀螺。五院北斗二號衛(wèi)星總指揮兼總設(shè)計師楊慧介紹,在研制北斗二號衛(wèi)星的時候,國產(chǎn)陀螺的壽命僅有三個月,但任務(wù)要求陀螺必須連續(xù)工作八年。為了達(dá)到任務(wù)要求,北斗團(tuán)隊(duì)不僅聯(lián)合國內(nèi)合作伙伴進(jìn)一步突破陀螺壽命難題,更重要的是在系統(tǒng)上設(shè)計多種應(yīng)對模式,確保衛(wèi)星在一些極端情況下仍能正常工作。衛(wèi)星在軌運(yùn)行的實(shí)踐證明,他們的方案是正確的。而在堅定的國產(chǎn)化路線中,國產(chǎn)陀螺如今設(shè)計壽命已達(dá)到十幾年。

  高精度原子鐘產(chǎn)生整個衛(wèi)星的脈動,產(chǎn)生時頻基準(zhǔn),傳遞到其他衛(wèi)星、地面站乃至用戶手里的終端,堪稱衛(wèi)星導(dǎo)航功能的“心臟”。北斗三號衛(wèi)星副總師張立新介紹,二十年前,我國還沒有自己的銣鐘。國內(nèi)組織了三個團(tuán)隊(duì)攻關(guān),最終攻克了原子鐘難題。如今,北斗全球組網(wǎng)星已用上了新一代國產(chǎn)原子鐘。

  由于北斗系統(tǒng)無法像GPS一樣在全球建立地面站,為了解決境外衛(wèi)星的數(shù)據(jù)傳輸通道,五院北斗三號研制團(tuán)隊(duì)攻克了星座星間鏈路技術(shù),采取星間、星地傳輸功能一體化設(shè)計,實(shí)現(xiàn)了衛(wèi)星與衛(wèi)星、衛(wèi)星與地面站的鏈路互通,這就是說,雖然“看不見”在地球另一面的北斗衛(wèi)星,但用北斗衛(wèi)星的星間鏈路同樣能與它們?nèi)〉寐?lián)系。

  “在建設(shè)北斗系統(tǒng)的時候,航天人一直以國際一流的標(biāo)準(zhǔn)在約束自己,要求自己,走出了一條很好的可借鑒的路?!敝x軍說。

  管理創(chuàng)新托舉北斗前行

  從北斗一號數(shù)年研制一顆星,到北斗二號3年研制15顆星,再到北斗三號3年并行研制20顆星;從單機(jī)產(chǎn)品年交付量百十臺套到最高時每年上千臺套……這一系列跨越式的進(jìn)步得益于五院不斷創(chuàng)新和優(yōu)化的管理模式,賦能北斗高效組網(wǎng)。

  針對北斗工程時間緊迫、技術(shù)復(fù)雜、多星多線并舉、參研單位眾多的特點(diǎn),五院跳出了單個衛(wèi)星管理模式,開創(chuàng)了組網(wǎng)衛(wèi)星研發(fā)生產(chǎn)組織管理的新模式,首創(chuàng)了“四加一”的管理流程體系,包括技術(shù)、計劃、產(chǎn)品保證和技術(shù)安全四大流程,加上與之緊密契合的政治工作流程。與此同時,遠(yuǎn)程測試、無線健康狀態(tài)檢查、智能管控等新手段的應(yīng)用,使批量生產(chǎn)更加智能高效。

  質(zhì)量管理是北斗全壽命周期的關(guān)鍵。謝軍介紹,在生產(chǎn)研制的過程中,為了避免由于進(jìn)度帶來質(zhì)量問題,五院有著嚴(yán)格的質(zhì)量管理規(guī)定。第一步,產(chǎn)品技術(shù)狀態(tài)上一定是按照嚴(yán)格的充分論證,更改要經(jīng)過層層審批、試驗(yàn)驗(yàn)證。第二步,對所有要上天的產(chǎn)品與其他產(chǎn)品一樣都有相應(yīng)完整的力學(xué)和熱真空實(shí)驗(yàn)。第三步,加嚴(yán)了產(chǎn)品驗(yàn)收,驗(yàn)收過程中做好產(chǎn)品的數(shù)據(jù)比對。

  2018年北斗三號衛(wèi)星成功實(shí)現(xiàn)一年19星發(fā)射,在太空中再次刷新了“中國速度”,其背后是北斗團(tuán)隊(duì)不斷精簡、優(yōu)化的發(fā)射流程管理。目前,北斗三號整星研制周期縮減25%,發(fā)射場周期減少27%,發(fā)射場人員減少39%,在原有整星研制流程的基礎(chǔ)上整合了總裝和測試項(xiàng)目,減少了大部件拆裝次數(shù),從而降低了人為問題的發(fā)生概率。

  在歷經(jīng)北斗管理創(chuàng)新全過程的北斗三號衛(wèi)星副總指揮王東看來,墨守成規(guī)就會止步不前,放下姿態(tài)、創(chuàng)新思想,才是創(chuàng)造“中國的北斗、世界的北斗”的必由之路。

  催生更多“北斗+”融合應(yīng)用

  曾經(jīng)以為離我們很遙遠(yuǎn)的北斗衛(wèi)星,其實(shí)一直都在默默為我們服務(wù)。目前絕大部分的國產(chǎn)手機(jī)已經(jīng)可以接收和使用北斗信號。

  而在更廣闊的行業(yè)領(lǐng)域,“北斗+”融合應(yīng)用正在加速落地。在北京,數(shù)萬輛出租車已安裝應(yīng)用北斗車載設(shè)備,用戶及交通主管部門能實(shí)時掌控車輛運(yùn)行情況及道路運(yùn)輸狀況,有利于降低車輛空載率,有效改善城市交通擁堵。在黑龍江、河南、安徽、四川等農(nóng)業(yè)發(fā)展重點(diǎn)地區(qū),基于北斗系統(tǒng)的各類無人駕駛農(nóng)機(jī)可以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)作業(yè)……

  事實(shí)上,北斗系統(tǒng)自提供服務(wù)以來,已在交通運(yùn)輸、農(nóng)林漁業(yè)、水文監(jiān)測、氣象測報、通信時統(tǒng)、電力調(diào)度、救災(zāi)減災(zāi)、公共安全等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,融入國家核心基礎(chǔ)設(shè)施,產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

  據(jù)統(tǒng)計,2019年我國衛(wèi)星導(dǎo)航與位置服務(wù)產(chǎn)業(yè)總體產(chǎn)值達(dá)3450億元,預(yù)計2020年產(chǎn)業(yè)總體產(chǎn)值將超過4000億元。北斗與互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等新技術(shù)的融合發(fā)展,正在構(gòu)建以北斗時空信息為主要內(nèi)容的新興產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈,并正在成為北斗產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的新引擎和助推器,推動著生產(chǎn)生活方式變革和商業(yè)模式的不斷創(chuàng)新。

  隨著北斗三號全球組網(wǎng)建設(shè)的收官,北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的重點(diǎn)工作今后將從工程建設(shè)轉(zhuǎn)移到維護(hù)穩(wěn)定運(yùn)行、提高服務(wù)水平上來。

  按照計劃,2035年,我國還將建設(shè)更加泛在、更加融合、更加智能的綜合定位導(dǎo)航授時體系。北斗將以更強(qiáng)的功能、更優(yōu)的性能,服務(wù)全球、造福人類。

  謝軍表示,中國北斗未來將持續(xù)推進(jìn)海內(nèi)外應(yīng)用推廣,不斷深化衛(wèi)星導(dǎo)航的高精度服務(wù)與云計算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)的繼續(xù)融合,加快衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域與高端制造業(yè)、軟件業(yè)的融合,推動生產(chǎn)方式和發(fā)展模式的變革,服務(wù)國民經(jīng)濟(jì)和社會信息化發(fā)展。(郭倩 潘晨)

【糾錯】 責(zé)任編輯: 成嵐
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