全球实时高精度定位导航服务时代正在到来——访中国空间技术研究院西安分院蒙艳松研究员

当我们来到陌生的城市,基于全球卫星导航系统(GNSS)的高精度导航APP就成为了最贴心的智能“导游”,但这位“导游”却也难免在诸如城市立交桥、密集建筑群等复杂空间环境下“失灵”。如何让智能“导游”在复杂环境中不再“迷路”?如何让它适应众多行业领域对高精度、高可用性和实时性的更高要求?为适应不同行业、不同领域用户对精度、完好性、实时性(收敛时间)等性能的更高需求,伴随GNSS基础服务的发展,卫星导航增强系统需要同步建设。目前,卫星导航增强系统大多采用“地基监测+信息增强”体制,可以实现区域厘米级定位精度,目前最好的系统在开放天空环境下收敛时间可达到1分钟。但这种体制受地面布站的限制,覆盖区域有限,无法做到全球无缝高精度定位导航服务。

履行富国强军神圣使命 绽放航天强国文明之花——航天科技集团公司所属中国空间技术研究院西安分院大力推动精神文明建设工作、促进企业发展综述

中国航天科技集团公司所属中国空间技术研究院西安分院（前身为西安空间无线电技术研究所,成立于1965年）,是我国空间飞行器有效载荷研制的核心单位,在我国卫星通信、卫星导航、雷达遥感与探测、空间天线、卫星数据处理与传输、星间链路、卫星测控等技术领域处于国内领跑地位,创造了中国航天史上的多个第一,是我国航天系统有重大贡献单位、高技术装备发展工程突出贡献单位、探月工程突出贡献单位、＂北斗＂导航工程突出贡献单位、全国文明单位、全国＂五一劳动奖状＂获得单位。西安分院党委多年来以文明创建工作为抓手,持续推动企业的精神文明建设水平迈上新台阶,

新起点 新征程——中国空间技术研究院西安分院入住西安国家民用航天产业基地园区

大雁塔,古都西安的地标.距此东南方向10千米的地方,一个航天产业新地标——中国空间技术研究院西安分院产业新区悄然而起.作为中国航天产业的一张靓丽“名片”,它将引领着中国空间飞行器有效载荷产业由此走向世界.

聚沙成塔 铸魂塑形——中国空间技术研究院西安分院企业文化的建设与实施

多年来，中国空间技术研究院西安分院致力于锻造以“关注细节、敢打敢拼、求实创新、和谐共赢”为核心的企业文化，并通过多种渠道不断地塑造和强化，聚沙成塔，文化的铸魂塑形作用日益显现，且在西安分院发挥着越来越重要的作用。

精益嬗变之路——中国空间技术研究院西安分院空间电子产品制造中心管理提升活动纪实

中国空间技术研究院西安分院空间电子产品制造中心（简称制造中心）成立于1998年，主要从事航天有效载荷单机的产品实现任务，包括结构件设计及加工、表面处理、电子装联、调试、测试及试验等。

航天企业机关行政事务标准化建设发展路径研究——以航天五院西安分院为例

航天企业作为国防科技工业的重要领域,承担着宇航科技与武器技术的研制生产任务,通过多年的研发积累,在技术领域已经建立了较为完备的标准体系,由此催生了一系列科研成果,有效发挥了标准的支撑、保障和引领作用。相对于较为成熟的技术体系,在机关行政事务工作方面,对于标准化的认识还有差距。特别是在高强度的技术研发和生产任务背景下,如何规范行政事务各类事项,持续提高行政效能方面还有差距。本文以航天五院西安分院为例,分析航天企业行政事务标准化建设过程存在的问题及原因,结合航天企业机关事务改革创新发展需求,提出进一步推进机关事务标准化建设的对策和思路。

Virtex-5系列SRAM型FPGA单粒子效应重离子辐照试验技术研究

针对SRAM型FPGA在空间辐射环境下易发生单粒子效应,影响星载设备正常工作甚至导致功能中断的问题,开展了SRAM型FPGA单粒子效应地面辐照试验方法研究,提出了配置存储器(CRAM)和块存储器(BRAM)的单粒子翻转效应测试方法,并以Xilinx公司工业级Virtex-5系列SRAM型FPGA为测试对象,设计了单粒子效应测试系统,开展了重离子辐照试验,获取了器件的单粒子闩锁试验数据和CRAM、BRAM以及典型用户电路三模冗余前后的单粒子翻转试验数据;最后利用空间环境模拟软件进行了在轨翻转率分析,基于CREME96模型计算得到XC5VFX130T器件配置存储器GEO轨道的单粒子翻转概率为6.41×10^(-7)次/比特·天。

基于新型高功率微波的雷达探测技术研究

本文研究提出一种新型高功率微波窄脉冲,能够具备雷达探测能力,适用于解决单脉冲探测雷达功率不足的问题。新型高功率微窄脉冲为ns级脉冲信号,具备中心载频信息并且具有超高重频、超高功率、超高带宽的特性。根据该脉冲特性,本文深入探索提出一种基于新型高功率微波的雷达探测方法,该方法采用基于脉冲路径编码压缩的物理脉冲压缩方式获得一种新型高功率微波窄脉冲,通过单脉冲探测的方式实现对目标探测侦察。经数值仿真模拟与实际测量对比分析表明,对于探测雷达系统而言,基于脉冲路径编码压缩方法能够在现有功率源基础上提高20 dB以上的信号增益。通过多目标探测实验验证,新型高功率微波雷达系统能够有效探测目标,其系统距离测量精度误差小于5‰。实验证明:新型高功率微波窄脉冲具有雷达探测能力,能有效提高系统探测功率,提升系统探测距离。

星载微波介质谐振器高可靠粘接技术研究

介质谐振器是星载微波多工器的核心组件,是通信卫星有效载荷的关键组成部分。介质谐振器一般由圆柱形的低损耗、高介电常数、对温度变化稳定的陶瓷介质制成,通常采用胶粘剂粘接在专用螺钉上,并通过石英管或柱调节在多工器腔体中的位置。针对星载微波介质陶瓷谐振器粘接技术中存在的关键难点,通过对选胶、粘接、试验验证等全流程进行控制,设计专用工装保证粘接同轴度、粘接压力、胶粘剂用量等工艺因素,同时保证粘接可靠性和介质谐振器的高Q值,并按照星载产品的试验量级进行了热学、力学、辐照验证,实现了微波介质陶瓷材料的高可靠粘接,从而获得性能优异的星载微波无源产品。研究结果表明:星载微波介质谐振器的粘接工艺由胶液特性、粘接面粗糙度及胶液使用控制工艺所决定。一个满足宇航级使用的谐振器,在特定的工艺参数下通过宇航级的试验验证才可具备宇航飞行的资格。

间隙波导技术及其空间应用

间隙波导(GW)是一种基于非接触电磁带隙(EBG)结构的新型人工电磁(EM)材料,其独特的非接触结构和宽带电磁屏蔽特性在构建新型电磁传输线及屏蔽结构方面显示出极大的优势和灵活性,为微波毫米波部件、电路及天线等领域带来了新的研究视角和实现途径,近年来引起了广泛关注。该文首先简要介绍了间隙波导概念和原理,分析了其技术优势;进一步,根据不同的研究及应用领域分类,全方位地归纳总结了间隙波导技术相关的国内外研究进展情况;最后,结合空间技术背景和发展需求,探讨了间隙波导在空间微波毫米波技术中的应用前景,提出了基于间隙波导技术的非接触式无源互调干扰控制方法及堆叠集成毫米波电路系统两个重要的应用方向。该文工作可为间隙波导技术相关研究和应用提供一定的借鉴与参考。

火星探测UHF频段原位通信关键技术研究

火星是人类探索太阳系的下一个里程碑,由于地球和火星之间的距离非常遥远(最远距离约4亿千米,光行时约22 min),为了最大限度地完成火星车和地球之间的高效通信,火星车和火星环绕器之间的器间原位中继通信技术就显得尤为重要。针对大椭圆轨道下器间通信信噪比低、信号参数变化快、全自主要求高及质量功耗约束极为严苛等难点,提出了一种UHF频段器间原位通信技术,主要包括超高灵敏度高动态自适应信号解调、高精度多普勒测量、基于CCSDS Proximity-1的协议一体化集成融合和面向火星复杂环境的高集成度高收发隔离产品工程化设计,实现了捕获灵敏度优于-141 dBm、解调灵敏度(1 kbit/s)优于-134 dBm、频率动态范围优于±26 kHz、多普勒测量精度优于10 mHz、收发隔离大于180 dB、弧段内全自主高可靠高吞吐率通信及基于架构统型的系统/单机极限优化,相关指标优于美国系列火星探测器中的“Electra”。经祝融号火星车和天问一号火星环绕器、ESA“Mars Express”火星轨道器在轨实际测试,测试数据符合预期,为中国首次火星探测的圆满成功做出了重要贡献。

光子辅助太赫兹通信技术研究进展

面对互联网时代呈指数增长的全球数据流量,超高速通信的发展需求日益迫切,太赫兹通信因拥有巨大的可用带宽资源,成为下一代超高速无线通信关键技术之一。太赫兹通信系统分为电子学与光子辅助两种类型,其中后者在通信速率、频率灵活调控、与光纤接入网无缝融合等方面具有独特优势。首先介绍了典型光子辅助太赫兹通信系统的基本原理,在此基本原理框架下,梳理了系统中信号生成与接收、多维复用以及概率整形等技术的研究进展,并探讨了该类通信系统需要进一步解决的问题。

分布式空间系统星间通信组网技术研究综述

分布式卫星系统已成为卫星应用的一个重要发展方向,文章对不同应用需求和背景的分布式卫星系统,归纳了国内外提出的多种具体化概念,其中星间通信组网技术是各种分布式卫星系统均涉及的关键技术。通过对各类系统星间通信组网特点分析,将现有分布式卫星系统的星间通信组网技术分为确定关系的星间通信组网技术和动态星间通信组网技术,并对技术研究现状进行了更细化分类综述。最后,分析了分布式卫星系统星间动态组网的特点,重点从工程实现的角度对关键技术的研究提出了思路与建议,为我国空间分布式卫星系统的星间通信组网技术发展提供参考。

大型空间可展开天线技术研究

大型空间可展开天线设计是一项极具挑战性的任务,与传统天线设计相比在很多方面都有所不同。文章首先介绍了大型空间可展开天线的结构特点和分类,然后从应用业务、工作频段、发射时间、供应商和天线类型五方面总结了大型空间可展开天线的应用现状,展望了发展趋势。最后讨论了大型空间可展开天线设计的关键技术问题,包括机械、热、电和测试等技术,可供我国大型空间可展开天线的研究参考。

太赫兹通信技术研究进展及空间应用展望

太赫兹波具有频带宽、传输速率高、方向性好、安全性高、散射小及高穿透性等特性。近些年天体物理学,行星和地球科学研究的任务增多促进了太赫兹源和系统的不断发展。文章介绍和分析了太赫兹通信的一些关键技术和最新研究成果;同时,对太赫兹的技术发展趋势和应用前景做了展望。

毫米波高频段无线能量传输技术发展及其空间应用研究初步设想

随着我国航天事业的发展,空间任务也越来越复杂,能源供给是航天器面临的首要共性问题,航天器间的无线能量传输也显得愈发重要。由于航天器在体积重量和功耗上的限制,为了保证有效的无线能量传输,需要采用毫米波高频段,同时还要解决如何在有限的发射功率和发射天线口径情况下提高接收功率等技术难题。在回顾毫米波高频段无线能量传输技术发展的基础上,提出探索基于慢衰减电磁波产生和准无衍射波束形成的远距离时空聚焦微波能量传输理论与方法,并开展毫米波高频段整流器件建模研究和高效整流天线集成设计工作,建立航天器间毫米波无线能量传输缩比简化原理验证系统的研究设想,有望为航天器间无线能量传输效率提升提供技术基础和技术途径,也将推动无线能量传输在无人机无线输能、地面特殊场合供电等远距离无线输能应用系统的发展。

北斗空间信号质量监测与载荷工作状态评估技术研究

为了实时监测北斗全球系统空间信号质量,评估导航卫星有效载荷在轨工作状态,为后续北斗卫星的持续改进提供依据,文章研究了北斗空间信号质量评估体系,梳理了北斗空间信号质量指标分类,提出了一种北斗全球系统空间信号质量监测系统方案,并利用ADS软件对该系统的性能进行了仿真。同时,为考察电磁环境对该系统的影响,研究了电磁环境对空间信号质量监测的影响,利用地面监测的电磁环境推算被监测北斗导航信号的载噪比恶化。研究结果表明:外部电磁干扰导致信号载噪比恶化10~15dB。北斗空间信号质量监测方案可用于北斗全球系统建设和运营过程中,实时监控北斗卫星对地播发的导航信号质量,若出现信号质量恶化情况,可实时发出告警。

空间网络无线能量传输技术研究进展

基于分布式可重构系统对能量传输的灵活性需求,开展空间网络无线能量传输技术研究。介绍了无线能量传输技术分类及特点,分析了微波无线能量传输技术和激光无线能量传输技术两种不同的传输方式及其应用条件,对比了目前国内外所完成的微波无线能量传输系统的性能指标,讨论了影响无线能量传输效率的主要因素,探讨了空间网络无线能量传输系统组成及其关键技术,为后续深入开展空间网络无线能量传输系统研究提供理论支持。

太赫兹雷达技术空间应用与研究进展

文章介绍了太赫兹雷达的技术优势,分析了应用领域,重点探讨了太赫兹雷达空间应用概况及国内外研究进展,提出了未来太赫兹雷达发展目标。

基于专利分析的空间充气展开技术创新趋势研究

当前对空间充气展开技术的研究大多基于期刊和会议等文献资料的局限,采用商业专利数据库对该技术的相关专利进行了检索,分析了专利申请的年度分布、地域分布、申请人和主要应用方向,识别出研发投入趋势、各国研发投入强度、高价值专利以及具有发展潜力的研究方向。根据分析结果,我国后续应重点围绕充气式载人空间站、空间太阳能电站、太阳帆等载人航天和深空探测领域亟需的产品开展攻关和专利布局,政府也应引导产学研知识产权联盟建设以加速该技术的商业化进程。