——北斗導航衛星核心部件國產化研制歷程紀實

隨著2015年7月兩顆新一代北斗導航衛星發射升空，我國北斗衛星導航系統向全球覆蓋的步伐進一步加快。北斗已廣泛應用于測繪、交通運輸、海洋漁業、電力、能源、精細農業等專業領域，以及智能手機、車載導航等大眾消費領域。GPS與北斗兼容應用正逐漸成為國內外廠商的主流技術方案，從而使北斗終端社會總持有量從百萬規模躍升至目前的千萬量級，其中國產北斗及北斗兼容型終端銷量已超過400萬臺套。

同時在“加快”的，是我國空間型號關鍵部件和器件的國產化和自主可控步伐。

臨“急”受命，打破進口依賴

我國空間關鍵部件長期以來依賴進口，多個型號飽受進口之苦，價格昂貴周期長不說，進口還需要向國外報備軌道頻段等關鍵參數，更重要的是常常受到禁運或限制，受制于人。

在這種情況下，北斗導航二期專項工程確定了關鍵部件全面國產化的目標。北京航天微機電技術研究所承擔了四類關鍵產品的國產化研制任務，包括微波開關、1553B總線電纜網單機類研制任務和大功率電纜組件及1553B連接器、耦合器、變壓器的系列產品研制任務等。其中微波開關是系統微波信號的路由器，相當于系統的關節;大功率高頻電纜組件是微波信號的傳輸通道，相當于信號的血管;總線電纜網是系統控制網絡，相當于系統的神經系統……這些，都是型號的關鍵核心部件和器件。

這次的任務無疑是一次艱巨的挑戰。其一是時間緊迫，雖然接到任務時離發射尚有不到4年的時間，但是去掉整星的裝配聯試時間，留給部件的研制時間并不多，多個部件要求在一年內完成研制定型，一年半完成產品交付，相比通常的宇航部件的研制周期大大縮短。其二研制產品的技術指標要求高，關鍵指標甚至高于目前國外同類產品.以微波開關為例，L波段大功率開關的功率和微放電指標比國外產品高一倍以上。

也就是說，中國航天人要在有限的時間內，研制出比國外公司更優良的產品!

自主創新，敢于超越國外

航天人從來不怕硬仗。

L波段大功率微波開關，是北斗導航衛星國產化項目的難點和硬骨頭。這個開關的功率和微放電指標遠高于國外同類產品指標，采用國外產品的傳統結構已經不能滿足型號的要求。研制團隊迎難而上，推翻了國外產品的結構方案，大膽創新設計了全新的導行結構和驅動結構，突破了微放電抑制等關鍵技術。該結構設計巧妙，穩定可靠，一舉超越了國外產品的水平，達到了型號的要求。

在宇航用射頻電纜組件的研制過程中，電纜絕緣層在高低溫交變環境下的收縮是影響產品穩定性的巨大障礙。有資料表明，國外的宇航用電纜組件在裝配前都要進行“預處理”，但“預處理”的方法是核心商業機密，誰會告訴你?中國航天人毅然開始了自己的探索之路。為了找到合適的方法，電纜組件設計師在悶熱的試驗廠房一待就是好幾天，來回在高低溫箱之間倒換著樣品，通過理論計算和大量的試驗摸索，最終確定了合理可行的預處理方案。

敢啃硬骨頭，變中求新、新中求進，航天九院走出了一條正向設計、自主創新的技術路線，僅微波開關先后就申報了16項發明專利，開拓了新的產品領域，為國家解決了該產品領域國產化和自主可控的問題。

“食不知味”的艱辛國產化征程

北斗導航衛星型號部件的國產化道路是艱辛的。多少個周末，本該一家團聚，其樂融融的時候，這群航天人在會議室激烈討論，研究方案;多少個夜晚，本該酣然入眠的時候，這群航天人在試驗室和車間埋頭苦干，瞪著布滿血絲的眼睛在顯微鏡下觀察樣品的每個細節;多少個假日，當年輕人本該花前月下談情說愛的時候，年輕的科研團隊在痛苦的抱著腦袋，殫精竭慮地尋求可行的方法和途徑去解決面臨的每一個問題和細節。

隨著兩個導航衛星的升空，微波開關、總線電纜網、高頻電纜組件，首次正式在空間衛星上飛行，邁出了關鍵部件國產化和自主可控的第一步。在度過了多少個食不知味、寢不安眠的日月后，航天人終于得到了收獲。

全面自主可控，路還遠

雖然在北斗導航二期型號中完成了國產部件的首次應用，實現了國產化的第一次跨越，但這只是萬里長征的第一步。進口產品在國內其他型號上還是大多數，還需要進一步拓展國產產品的應用，逐步替代國外產品，逐步實現全面國產化，從而實現關鍵部件的全面自主可控。宇航部件在國際上有廣泛的需求，中國航天不能局限于國內市場，我們要面向廣泛的國際市場，不斷開拓，去直接與成熟的國外公司競爭。

首個“中國航天日”

2016年4月24日是首個“中國航天日”，1970年的這一天，長征一號火箭將我國第一顆人造地球衛星“東方紅一號”送入太空，拉開了中華民族進軍太空的序幕。前蘇聯、德國等國家都有自己的“航天日”，中國作為航天大國之一，設立“航天日”對展示中國航天事業取得的成就，推動我國從航天大國向航天強國邁進，具有重要的意義和作用。

相關背景材料

從1992年12月27日，我國正式對處宣布自用衛星導航系統北斗誕生，我國在空間基礎設施建設方面邁出了關鍵的一步，它為我國的國防信息、經濟等各方面提供了基礎性保障。

2012年12月27日，國家正式宣布北斗衛星導航系統試運行啟動，標志著中國自主衛星導航產業發展進入嶄新的發展階段。

在2014年11月17日至21日的會議上，聯合國負責制定國際海運標準的國際海事組織海上安全委員會，正式將中國的北斗系統納入全球無線電導航系統。這意味著繼美國的GPS和俄羅斯的“格洛納斯”后，中國的導航系統已成為第三個被聯合國認可的海上衛星導航系統。中國的衛星導航系統已獲得國際海事組織的認可。這是該系統向其目標邁出的重要一步：被全世界接受，可媲美美國全球定位系統(GPS)。

隨著2015年7月兩顆新一代北斗導航衛星發射升空，我國北斗衛星導航系統向全球覆蓋的步伐進一步加快。北斗已廣泛應用于測繪、交通運輸、海洋漁業、電力、能源、精細農業等專業領域，以及智能手機、車載導航等大眾消費領域。GPS與北斗兼容應用正逐漸成為國內外廠商的主流技術方案，從而使北斗終端社會總持有量從百萬規模躍升至目前的千萬量級，其中國產北斗及北斗兼容型終端銷量已超過400萬臺套。

2014年，北斗在交通領域的應用仍為主流，農機高精度應用、安全監控、車聯網、物聯網和智慧城市等發展進一步帶動了新興市場的迅速成長。在大眾應用領域，北斗在汽車前裝、智能手機、可穿戴設備等方面的應用實現突破，標志著北斗正全面走進百姓生活。同時，衛星導航與位置服務正在同移動互聯網產業加速融合，“滴滴打車”“快的打車”的迅速興起，引發了基于位置應用服務的新熱潮。在國際合作方面，北斗正式得到國際組織認可，成為繼美國GPS、俄羅斯GLONASS之后全球第三個衛星導航實用系統，國內正加快開展北斗全球系統的詳細規劃與研制試驗，向2020年全面建成北斗全球服務系統穩步邁進。

回顧歷史，在1994年，中國正式啟動北斗導航系統建設，比美國的GPS導航系統晚了差不多20年，而現在“三步走”戰略已經實現兩步，即將在2020年左右實現全球組網。

 

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讓北斗裝上“中國心”

圖文簡介

在1994年，中國正式啟動北斗導航系統建設，比美國的GPS導航系統晚了差不多20年，而現在“三步走”戰略已經實現兩步，即將在2020年左右實現全球組網。