今天是太空與您相伴的【第1742期 】
目前,西安衛星測控中心在軌長期管理的衛星數量300余顆,這不僅是近年來我國航天發射持續處于高密度的直接結果,更是“中國星座大家庭”組建過程中的重要里程碑。打開這300余顆衛星的“花名冊”,最引人注目的群體便是由47顆北斗二號、三號衛星組成的龐大星座。
自從2020年7月31日,我國向全世界鄭重宣告,中國自主建設、獨立運行的北斗全球衛星導航系統正式開通服務至今,北斗導航系統的業務范圍已涵蓋了全球130多個國家、超過20億用戶,北斗定位服務日均使用量突破1000億次。這是我國迄今為止規模最大、覆蓋范圍最廣、服務性能最高,與百姓生活關聯最緊密的復雜航天工程,而這47顆北斗衛星的在軌運行質量直接影響到北斗系統的服務質量。
北斗導航國家品牌,作為北斗測控、星間鏈路管理兩大核心系統管理的主體單位,西安衛星測控中心航天器長期管理部全面負責所有北斗衛星的日常運維、例行控制、異常處置等工作。從北斗一號橫空出世,到北斗三號星耀全球,在“牧星人”的精心呵護下,一顆顆“北斗星”閃耀在茫茫太空。
體系優化“進行時”
航天科技服務大局,硬核力量彰顯擔當。為了持續守護好北斗全球衛星導航系統這個“國之重器”,西安衛星測控中心不斷優化北斗系統組織管理模式,建立專班隊伍,組建了一支專業北斗穩定運行團隊,逐步培養高層次技術人才,并嚴格強化質量管控,修訂完善制度規范,制定各級穩定運行實施細則和專項體系文件。丁夢雨工程師說:“目前形成定期健康評估機制和北斗專項體系文件50余份,做到操作有規范,動作有依據,辦事有章法,不斷提高衛星管理信息化、自動化建設,全方位保障衛星健康穩定運行。”
除此之外,該中心還注重加強溝通協調,建立多系統之間聯保機制,制定一系列方案預案,提高應急處置能力。據介紹,北斗系統協作單位多、系統規模大、風險程度高、穩定運行難,可謂牽一發而動全身。為此,北斗三號系統正式建成開通以來,緊緊圍繞工程總體制定的運行管理規范,通過迭代完善北斗系統穩定運行專項工作方案,每季度更新運行管理專班隊伍,深化制定運行指標和監督評估體系,固化5項工作機制,初步形成了一系列內外聯動、完整順暢的運行管理體系。
春節前夕前,航天器長期管理部組織對所有北斗衛星基礎服務、運維管理等性能指標進行全面評估,均滿足要求。在“牧星人”的不懈努力下,助力北斗全球系統提供全天時、全天候更加優質的導航服務。
創新攻關從來沒有“完成時”
深夜,走進在軌衛星監控大廳,仿佛置身于浩瀚的星辰大海之中:各類高中低軌衛星的實時狀態一覽無余、各型號測控設備的運行狀況盡在掌握……按照測控技師何龍的話說,透過活躍在熒屏上的各類數據、指令,浮現在他眼前的仿佛就是一顆顆“鮮活”的衛星。
“天上的衛星像人一樣,有時會出現‘小病小痛’,甚至有些‘老壽星’還有‘慢性病’。”呂朋亮工程師形象地介紹道,“尤其對于北斗這類對整星狀態要求特別高的導航衛星,任何故障都可能影響導航精度。”
都說身體是革命的本錢,而只有讓衛星時刻保持良好工作狀態,才能更好地為人們提供服務。為更加精細化地保障所有北斗衛星的“健康”,“牧星人”們自主研發衛星健康評估系統,為每顆衛星“私人訂制體檢檔案”,并通過定期‘體檢’來實現早發現、早預防、早診斷、早治療。
“一般我們每半年就會對所有47顆北斗衛星進行健康狀態評估,而對于在軌運行時間超設計指標的衛星,就得更加‘特殊關照’,‘體檢’頻率就得提升到每季度一次了。”買鵬工程師打趣道。而通過在北斗衛星上的實踐,這樣的‘體檢’模式將逐步推廣至該中心管理的所有衛星,進一步提升在軌衛星長期管理質效。
在大屏的最左側,一張由密密麻麻綠色連線組成的圓形拓撲圖極為醒目。高級工程師羅春艷介紹道,每一道連線就代表每兩顆北斗三號衛星之間星間鏈路的實時運行態勢,只要鏈路出現異常狀況,這條連線就會變成醒目的紅色,提醒科技人員及時排查故障隱患。
與北斗二號工程區域性導航不同,北斗三號是由30顆衛星組成的全球導航系統,必須實現24小時不間斷測控,而我們無法通過全球設站的方式做到這一點。
這一難題,通過航天人集智攻關、創新超越,自主研發星間鏈路技術,成功實現了北斗衛星24小時在線。“牧星人”針對這一全新系統,自主研發出一套完備的星間鏈路故障診斷系統,能夠檢測星間鏈路的實時故障,形成以衛星作為交換節點的空間通信網絡,用以在衛星之間傳輸各類指令、數據。而西安衛星測控中心則在自主研發的衛星故障診斷系統基礎上,創新性地開發出一套星間鏈路綜合管理系統,大大提升了星座管控能力與星間鏈路管理效率。
與此同時,他們還持續提升航天器軌道確定、軌道控制、星座構型維持等關鍵核心技術,使各類精度指標達到了國際先進水平,確保構型穩定。
“航天器在軌管理是面向所有太空資產的基礎工程、長效工程,更要通過不斷的技術革新來做到精益求精。”該中心分析室主任陳寧向記者介紹道,未來,西安衛星測控中心還將繼續促進衛星管理向自動化、智能化繼續推進創新步伐,為探索更加復雜的巨型星座在軌管理打下堅實基礎。
人才梯隊建設的“將來時”
提到西安衛星測控中心與北斗系統之間的密切關系,總是離不開該中心導航衛星管理機房。
從衛星接管,到在軌測試,從日常運維,到故障排查……作為該中心的北斗衛星專用管理機房,這里不僅見證了北斗星座從一無所有到繁星滿天的全過程,更見證了一批批北斗“牧星人”從青春懵懂到獨當一面的成長歷程。
從2015年北斗三號試驗星開始實施星間鏈路測試開始,高級工程師羅春艷就在這里開啟了與星間鏈路系統的不解之緣。北斗三號是我國航天領域對星間鏈路技術的首次工程化應用,將直接實現地面對所有北斗三號衛星的24小時不間斷測控管理,其重要意義不言而喻。為此,羅春艷帶領她的團隊勠力攻堅,不斷優化北斗三號星間鏈路網絡規劃算法,不斷完善星間鏈路管控模式,為星間鏈路技術的實際應用作出突出貢獻。
時過境遷,當北斗全球導航系統正式開通服務,并轉入常態化運行管理狀態,以工程師齊寧寧、徐新芳等為代表的年輕科技人員接過羅春艷的接力棒,通過制訂星間鏈路運維操作表、開展星間鏈路網絡拓撲規劃以及正確性驗證,進一步維持了全系統穩定運行。
近年來,西安衛星測控中心著力建強人才孵化平臺,積極發揮科技創新團隊及1技能革新攻關班組作用,扎實抓好“走出去”調研、重點課題攻關、聯合培養人才等工作,聘請院士成立專家指導委員會進行指導扶持,打造尖子帶團隊,團隊育人才的良好局面:
——大廳內,正高級工程師丁夢雨工程師正在組織北斗衛星管理團隊對47顆北斗衛星實施衛星“體檢”與運行狀態監測評估,實現早發現、早預防、早診斷、早治療,確保所有衛星以最佳狀態“上崗”運行。
——會議室,李文舒工程師在劉曉寶、梁慧鵬等深耕北斗20余年的技術專家的帶領下,正在根據北斗衛星發射計劃,緊前開展備份星接管工作。
——機房內,梁貴平工程師正在帶領北斗三號衛星中科院方向管理團隊開展衛星軟件在軌優化升級工作,與運控系統、研制單位密切溝通,周密安排了軟件優化專班人員,制定了“一星一事一表”及多項應急預案,為在軌軟件優化升級工作順利實施提供堅強保障。
時光輪轉,冬去春來,守護北斗的隊伍一茬又一茬的輪換,堅守卻從未有過一分一秒的間斷。北斗的成長之路還將繼續,北斗星光必將更加璀璨,這張“中國名片”必將更加亮麗。
據了解,該中心有一句順口溜:“活再多,事再忙,衛星安全記心上;家再遠,路再長,電話一響到現場。”這是每位北斗“牧星人”的真實寫照,無論在哪里,在干什么,只要衛星需要都會第一時間到達現場。無數的夜晚,科技人員在海量的遙測數據中尋找規律,在無數的故障案例中研究算法,一步步探索出一條中國特色的北斗導航衛星管理道路,不斷向“中國的北斗、世界的北斗、一流的北斗”前進。
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