北斗三号卫星成功发射背后：封闭测试发现攻克300余处隐患

　　澎湃新闻见习记者 姚晓岚

　　11月5日19时45分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功发射两颗北斗三号全球组网卫星。 新华社 图
　　继两颗北斗三号全球组网卫星成功发射后，其背后的高精尖技术也在一步步揭开面纱。

　　11月5日19时45分，中国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功发射两颗北斗三号全球组网卫星。

　　据新华社报道，这是北斗三号卫星的首次发射，标志着中国北斗卫星导航系统步入全球组网新时代。

　　澎湃新闻记者从中国航天科工集团公司（下简称“航天科工”）获悉，航天科工承担了北斗三号工程中原子钟、声表面波滤波器、蓄电池、紧固件、连接器等产品的研制生产和软件测评等工作，其中多项产品为关键技术。

　　原子钟：导航卫星的心脏，支撑北斗全球导航系统建设

　　在北斗三号全球组网卫星发射成功背后，卫星核心设备原子钟需要做的，是维持卫星时间准确性，从而帮助卫星精准定位。

　　据航天科工方面负责人介绍，在北斗卫星的上行和下行信号中，时间信息是最重要的控制信息和定位依据，用户定位信息准确的前提是各卫星本地时间的高度统一。

　　“维持卫星时间准确性的守时设备就是原子钟，可谓没有原子钟就没有全球导航。”据航天科工二院203所方面负责人介绍，该所为北斗卫星提供的就是用以维持卫星时间准确性的高精度的星载氢原子钟、星载铷原子钟等产品。

　　航天科工二院203所方面负责人介绍上述产品的重要性在于，星载的原子钟一旦发射上天便一锤定音，原子钟一旦性能不佳或失效，这颗卫星便会性能退化或跟随失效，这也是原子钟被称为导航卫星的心脏的原因。

　　据悉，我国北斗全球导航系统所应用的星载氢原子钟和星载铷原子钟，能优势互补，从而为北斗系统提供良好的守时基础。

　　记者还了解到，此前，航天科工二院203所已为北斗导航系统总体提供了多台星载原子钟，几乎入驻了每颗北斗导航卫星。据该所介绍，目前，这些产品的综合数据和关键指标已达国际先进水平，并在2017年获得国家科技进步特等奖，直接有效地支撑了我国北斗全球导航系统的建设。

　　精密原件解密：声表面波滤波器决定精度，晶体元器件为卫星频率源

　　作为卫星导航中的核心元器件，声表面波滤波器直接影响导航系统的精度及作用距离。

　　据航天科工二院23所方面负责人介绍，北斗卫星系统中的声表面波滤波器即是由该院生产，用以安装在卫星的接收机上，对宇宙中各类噪音、杂波进行过滤，让卫星的通信更加清晰。

　　在研制过程中，声表面波滤波器需要经历仿真验证、可靠性设计、热设计、机械设计，需在净化间内进行芯片制作、检验、封装和测试，然后进行严酷的力学和温度试验等阶段，最终以满足出厂要求。

　　截至目前，由航天科工二院23所生产的声表面滤波器已为北斗卫星导航系统服务十年，据该院方面负责人称，目前北斗卫星依旧保持“耳聪目明”的状态。

　　相较声表面波滤波器对精度的决定作用，晶体元器件则保障卫星能持续运作。

　　据生产商航天科工203所方面负责人介绍，晶体元器件为卫星的频率源，保障卫星的长寿命与可靠性。

　　“虽然普通的晶体元器件只有指甲盖那么大，但性能优越，且功耗低，集成化的晶振能够承受太空中恶劣的空间环境。但元器件一旦上天就不能修复，所以我们本着质量第一、精益求精的原则来加工生产，绝不让一颗有问题的产品上天。”元器件室设计师表示。

　　卫星“体检师”：先后发现排除300多处问题隐患，涉及50多项重要问题

　　对北斗卫星导航系统问题隐患的排除，也是北斗三号工程的重中之重。

　　澎湃新闻记者从航天科工获悉，该集团三院304所的软件评测团队在此次北斗三号工程中，主要负责北斗卫星导航系统软件质量评测保障工作。

　　其中，航天科工三院304所针对导航的核心部件——导航任务处理机开展软件可靠性安全性分析与验证，应用自主研发的半实物可靠性验证平台，构建了175种导航处理机故障集。

　　值得注意的是，该院304所团队在封闭测试中先后发现了300余处问题和隐患，其中包括影响导航任务通信、数据采集、姿态计算等方面的50余处重要问题，均得到了攻克解决。

　　航天科工方面表示，上述有关成果已列入北斗系列卫星成果的整星预案中，为北斗后续软件的可靠性安全性保障提供有力支撑。