北斗三號全球衛(wèi)星導航系統(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，為北斗三號全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)完成全球組網(wǎng)提供了大量的技術和裝備。

　　千余臺發(fā)動機助力北斗三號衛(wèi)星全球組網(wǎng)

　　位于西安南郊的中國航天科技集團第六研究院(以下簡稱航天六院)，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的火箭發(fā)動機1000余臺，為北斗三號全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)全球組網(wǎng)提供了強大動力。

　　航天六院副院長馬雙民介紹，由長三甲、長三乙、長三丙三型火箭組成的長三甲系列運載火箭，承擔了北斗衛(wèi)星的全部發(fā)射任務。20年來，航天六院研制生產(chǎn)的75噸級和4.8噸級常規(guī)發(fā)動機、8噸級氫氧發(fā)動機，分別承擔著運載火箭的助推和一級動力、二級動力、三級動力。航天六院研制的姿態(tài)控制發(fā)動機系統(tǒng)、“遠征一號”上面級發(fā)動機、衛(wèi)星490牛頓發(fā)動機和推進系統(tǒng)，分別為箭體姿態(tài)調(diào)整、衛(wèi)星精準入軌等提供了“貼心”服務。

　　衛(wèi)星490牛頓發(fā)動機，是目前國內(nèi)唯一的中高軌道衛(wèi)星軌道控制發(fā)動機，為北斗衛(wèi)星提供了從轉移軌道至預定軌道所需要的動力，也廣泛應用于空間站、貨運飛船等航天器。在北斗系統(tǒng)組建過程中，該型發(fā)動機從第一代升級到第二代，通過不斷技術創(chuàng)新、升級換代，提高了“金牌動力”的含金量，產(chǎn)品性能和服務水平持續(xù)提升。

　　“遠征一號”上面級發(fā)動機，可在太空將一個或多個航天器直接送入不同軌道，被稱為“太空擺渡車”。該型發(fā)動機具備二次起動能力，可讓衛(wèi)星從發(fā)射到進入運行軌道的過程，從數(shù)天縮短為5個多小時，而且不耗費衛(wèi)星燃料，延長衛(wèi)星使用壽命，并大大增強運載火箭的任務適應性。

　　火箭上配套的姿態(tài)控制發(fā)動機系統(tǒng)，由大大小小十幾個姿態(tài)控制發(fā)動機組成，承擔著火箭和上面級的姿態(tài)控制、推進劑沉底和末速修正。

　　衛(wèi)星推進系統(tǒng)，由數(shù)臺星用姿態(tài)控制發(fā)動機組成，用于消除星箭分離后的干擾，承擔著軌道維持和姿態(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)行任務的三型火箭配備了不同動力組合，為確保火箭成功發(fā)射、北斗衛(wèi)星精準入軌提供了穩(wěn)定可靠的動力源泉。

　　為保障北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)，航天六院先后培養(yǎng)出10余名副總師、近百名主任設計師和數(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)動機研制綠色鏈條，有效推動了各型發(fā)動機質(zhì)量提升。

　　為20顆衛(wèi)星提供全部有效載荷系統(tǒng)

　　中國航天科技集團第五研究院西安分院(以下簡稱西安分院)承擔了北斗三號全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)中60%的衛(wèi)星有效載荷研制任務。

　　西安分院北斗三號衛(wèi)星副總設計師張立新介紹，北斗三號全球衛(wèi)星導航系統(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)，包括導航載荷、報文通信載荷、全球搜救載荷、星基增強載荷等全部8大類有效載荷。北斗三號衛(wèi)星的有效載荷部件級達到了100%國產(chǎn)化，是中國人在科技領域自主創(chuàng)新的典范。

　　與北斗二號衛(wèi)星的區(qū)域導航相比，北斗三號衛(wèi)星全球導航系統(tǒng)可以在全球范圍內(nèi)為用戶提供全天候、全天時的高精度、高可靠定位、導航和授時服務。服務能力和范圍要全面“升級”，取決于北斗三號衛(wèi)星的有效載荷功能是否強大、性能是否大幅提高。為此，西安分院研制團隊經(jīng)過10多年艱苦卓絕的努力，攻克了幾十項核心關鍵技術。在衛(wèi)星上，西安分院聯(lián)合國內(nèi)優(yōu)勢單位共同研發(fā)，為北斗三號衛(wèi)星裝上了每天計時精度達到十億分之一秒至百億分之一秒的銣鐘和氫鐘、精確傳遞時頻信號的基準頻率合成器和導航任務處理機等一系列高科技產(chǎn)品和系統(tǒng)，使北斗三號全球導航系統(tǒng)定位精度優(yōu)于5米，并建立了能夠實現(xiàn)衛(wèi)星在軌自主運行的星間鏈路，面向全球提供穩(wěn)定、精準的服務。

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

　　星載計算機和星載電源由陜西研制

　　位于西安高新區(qū)的中國航天科技集團第九研究院第771研究所(以下簡稱771所)研制的星載計算機、星載電源，為北斗三號全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)按時完成全球組網(wǎng)發(fā)揮了重要作用。

　　北斗三號衛(wèi)星星載計算機是771所研制的首批高軌道、長壽命衛(wèi)星計算機，在軌主要負責衛(wèi)星平臺信息處理、軌道數(shù)據(jù)采集、衛(wèi)星姿態(tài)控制、星上時間管理以及各種飛行任務管理和數(shù)據(jù)處理工作，對衛(wèi)星上各功能模塊進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，是整星核心設備。

　　星載計算機采用集中式系統(tǒng)架構，運用計算與IO控制并發(fā)技術，將傳統(tǒng)衛(wèi)星平臺的數(shù)據(jù)管理計算機、姿態(tài)控制計算機和電源管理計算機的功能，在一臺計算機內(nèi)進行了一體化集成設計，在確保計算機高效、有序、可靠地實現(xiàn)衛(wèi)星平臺的各種控制與管理功能的同時，有效簡化了衛(wèi)星平臺電子系統(tǒng)復雜度，并減輕衛(wèi)星平臺的重量和體積。

　　北斗衛(wèi)星導航系統(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，星載計算機需要滿足在兩種軌道環(huán)境下均可以長期穩(wěn)定運行的能力，可靠度要求高。在研制過程中，771所突破了系統(tǒng)重構、高可靠安全指令輸出、智能化多通道數(shù)據(jù)采集、多功能集成設計、抗空間輻照設計以及星上實時時鐘自主管理等多項關鍵技術，使得星載計算機壽命達到10年以上，可靠度在壽命末期達到0.989。

　　771所還為北斗三號工程配套了9個型號161臺套電源產(chǎn)品，為自主運行、測控、姿軌控等多個分系統(tǒng)單機提供二次電源供電。

　　陜西航天科研隊伍聚焦每一個細微問題，以精益求精的工作態(tài)度，以國際一流的水準，為全面建成北斗三號全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)貢獻力量，助力“中國的北斗”成為“世界的北斗”。