北斗三号系统中的青岛科技力量:装上“聪明大脑”拖拉机实现无人驾驶

2020-06-28 20:26:58 围观 : 151次 来源 : 郑州科达机械信息网 作者 : 科技侠

半岛记者 王丽平

6月23日9时43分,我国在西昌卫星基地成功发射北斗三号系统“收官之星”,这是标志着我国北斗三号系统完成全球组网的里程碑事件。在北斗三号庞大的系统中,青岛的科技元素起到了重要作用,青岛中电科22所为北斗三号顺利发射保驾护航、青岛市光电工程技术研究院研制的太阳帆板监视相机和太阳敏感器等,都体现了青岛强大的科技力量。

北斗三号系统中的青岛科技力量:装上“聪明大脑”拖拉机实现无人驾驶

青岛市光电工程技术研究院。

研发篇>>>

用耐辐射材料填补国内空白

“航天微小型相机是“北斗”导航卫星上我们自主研发的产品,在国内尚属首个,其光学设计和电路设计都是我们自主研发完成的。为国际上首次在中高轨开展图像监视,实现了对中高轨卫星活动部件的运动过程进行可视化监控,创新性地开辟了中高轨卫星在轨状态可视化监测的新途径,填补了该领域的空白。”青岛市光电工程技术研究院集成检测中心主任王滕告诉记者。

北斗三号系统中的青岛科技力量:装上“聪明大脑”拖拉机实现无人驾驶

青岛市光电工程技术研究院。

王滕自2016年年初开始着手航天微小型相机的研制,他介绍,航天微小型相机安装于航天器平台上,大小有拳头那么大,用于对卫星、飞船等航天器的健康状况进行诊断,进行实时监测,提高航天器的安全性与可靠性,所以,其精密性要求极高,整个原器件采用的都是筛选过的电子航空航天原材料。

北斗三号系统中的青岛科技力量:装上“聪明大脑”拖拉机实现无人驾驶

航天微小型相机。

“由于该设备是搭载在卫星上,裸露在外面,所以整个设备都进行了耐辐射处理,这也是最大的技术难点。”王滕说,同样大小的材料,一个铝块如果价值10元,那该设备的一块原材料则价值4000多元。除了耐辐射,航天微小型相机还有能耐受-30℃到60℃的温度。

经过前期设计、评测、检测、生产等各种工序,在2016年年底,第一台航天微小型相机研发生产成功,2018年搭载了由青岛市光电工程技术研究院研制的太阳帆板监视相机的北斗卫星导航系统第二十六、二十七颗导航卫星发射成功,拍摄图像顺利传回了地面卫星测控站。这也意味着,由青岛光电院研制的太阳帆板监视相机圆满完成了对组网卫星太阳帆板运行过程的可视化监测。而在此之前,中高轨卫星发射后的在轨工作状态一般依靠分析遥测数据来判断。利用该监视相机,能够直观获取卫星上关键部件的影像资料,为地面掌握卫星在轨状态提供了有力保障。

北斗三号系统中的青岛科技力量:装上“聪明大脑”拖拉机实现无人驾驶

太阳帆板展开后,卫星传回的太阳帆板监视相机拍摄画面。

王滕介绍,目前为止,航天微小型相机已交付及成功发射14颗,全部工作正常。

指甲大小探测器检测卫星姿态

除了航天微小型相机,青岛市光电工程技术研究院研制的太阳敏感器也是北斗卫星系统的一个组成部分,它是卫星姿态确定系统的一个重要测量部件,具有体积小、质量小、功耗低、结构简单等特点。

“太阳敏感器只有一元钱硬币那么大,但它却发挥着重要作用。”青岛市光电工程技术研究院集成检测中心主任王滕告诉记者,卫星在太空中接受太阳的照射,太阳敏感器中间有一个只有小指甲大小的探测器,能接受太阳的信号,探测器就像一个相机,太阳照射到探测器会产生电子电流,“照相机”会呈现电子流的强弱,从而形成一幅有不同电子流的图像,并将这些信息实时传回,地面会通过区分太阳信号的强弱,来确定卫星的朝向和倾斜度,调整卫星的姿态。

北斗三号系统中的青岛科技力量:装上“聪明大脑”拖拉机实现无人驾驶

微纳太阳敏感器。

王滕介绍,目前该敏感器已交付及成功发射18颗,全部工作正常。

青岛中电科22所为北斗三号穿上“护体铠甲”

本次任务中,驻青岛中国电子科技集团公司第二十二研究所承担了北斗某干扰检测项目和某信号质量监测项目两个工程项目。这两个项目可对卫星传输到地面的各类型信号及其所处电磁环境进行检测分析和综合评估,识别威胁北斗系统安全保障的各类影响因素,并对其进行快速实时分析和异常处理。

通过这两个项目的建设,无论北斗系统受到多么细微的异常影响都将使其无所遁形,相当于为北斗各类型电磁信号和电磁环境安上了一对“火眼金睛”、穿上了一层“护体铠甲”,可以更全面、完善地为北斗系统的安全运行保驾护航。

应用篇>>>

科考船与基地之间的生命线

北斗导航系统目前已大面积应用于海上、野外安全保障。青岛海洋地质研究所在野外考察和海上科考中就一直应用这个系统。

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