从中巴地球资源卫星02B星陀螺仪失效到2020年我国18颗民 ...

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2011-12-23 17:15:21        


上天之梦 —— “资源一号”02C卫星诞生记  


来源:中国国土资源报  2011年12月23日
      2011年12月底,新年的气息在空气中弥漫。

  太原卫星发射中心,沐浴阳光。22日11时26分,“资源一号”02C卫星随着“长征四号乙”运载火箭尾翼的火光一现,一跃而腾飞太空。

  “发射成功!”掌声响彻观察大厅。

  潜心研制这颗卫星20个月,航天科技集团来到现场的每一个人,脸上都带着满意的喜悦:这是“十二五”开局之年最漂亮的收官。

  而对于一直梦想拥有国产资源卫星体系的国土资源人,这一刻,是最激动人心的一次圆梦。

  “资源一号”01星,承载了中国资源卫星的发展梦,也承载着改革开放的中国国际合作的美好愿景  

  资源卫星,与国土资源工作有密切关系。

  故事得先从卫星体系讲起。从上世纪80年代开始,中国民用遥感卫星就开启了管理机制探索和科学创新研发并举的发展之路,并且逐步形成三大系列:气象卫星、海洋卫星和陆地资源卫星。

  与国土资源关系最密切的,是陆地资源卫星。正如它的名字表述的,这是一种用于勘测和研究地球自然资源环境的卫星。它能遥测地球资源赋存和环境变迁,“看透”地层,发现人们肉眼看不到的资源宝藏、灾害踪迹。资源卫星对于实现国土资源立体管理、对于防灾减灾、对于地球的准确认识,都是重大的质的飞跃。

  1972年,美国发射了世界上第一颗陆地资源卫星。陆地卫星首先搅动了全球地质科学家的梦,其中也包括我国地质科学家。

  于是,从上世纪80年代起,原地质矿产部就开始了资源卫星的探索。

  1986年,国务院批准航天工业部《关于加速发展航天技术报告》,确定了研制“资源一号”卫星的任务。

  从上世纪80年代末到上世纪90年代末我国第一颗传输型遥感卫星——“资源一号”01星成功发射,历经10年的造星过程。而就在这10年间,国际合作也推动了资源卫星的发展。当时我国正处在改革开放后的高速发展期,希望同有意愿合作的国家达到发展的双赢。巴西是发展中的资源大国,对资源卫星的需求强烈。因此,1988年,中国和巴西两国政府批准,在中国原方案基础上,两国共同投资,联合研制中巴地球资源卫星,卫星投入运行后,由两国共同使用。

  1999年10月14日,“资源一号”01星在太原卫星发射场发射成功。

  2003年10月21日,“资源一号”02星也在太原卫星发射场成功发射升空。

  根据中巴双方达成的协议,两国还将联合发射“资源一号”03星和04星。

  “资源一号”01星和02星在轨工作期间,获取并分发了大量数据,为中巴两国在资源调查、灾害监测、城镇规划等方面作出了重要贡献。

  资源一号02B星应运而生,国防科工委探索资源卫星主用户机制  

  02星3年的寿命在2006年行将结束,应该发射03星接续了。但就在这个时候出现了问题:巴西希望在卫星中加入更多的自产研发成分,但是由于技术障碍致使研制计划一再推迟。用户的卫星数据,可能出现空档。

  人们开始讨论:能不能利用我们已经掌握的成熟新技术,快速研制出新卫星?这,就使02B星的研发浮出水面。

  在国土资源部等应用部门的强烈要求下,这第三颗资源卫星02B星必须具备高分辨率遥感观测能力,能够为正在开展的大比例尺资源调查提供数据支持。于是,02B星成为我国第一颗同时具有高、中、低三种空间分辨率载荷的资源卫星,设计者的目的,就是希望它能为我国大规模开展的国土资源动态遥感监测等重大行业应用提供急需的国产卫星数据源。

  02B星的主要载荷为全色多光谱相机、高分辨率相机和宽覆盖相机。其中高分辨率相机和两台固态存储器为新设备,取代了原“资源一号”02星的红外相机和磁带机,同时增加了星敏感器和GPS设备,可以大幅提高图像产品的定位精度。

  即使如此,有两个问题同时摆在了卫星发射者和使用者面前:这颗卫星的定位是什么?如何让它的数据得到充分利用?此前,资源卫星一直号称“百家星”,没有业主和主要应用部门,农、林、水、土、矿、城、环、灾,多个领域的主管单位参与立项,家家提指标、人人谈需求,结果一颗卫星众口难调,设计指标只能综合又综合。真正投入应用时,反而大家都感觉不合适、不理想,因此应用积极性不高。

  为了改变这个局面,国防科工委开始探索尝试资源卫星的主用户机制。这一点,与国内卫星遥感数据应用的大户——国土资源部的需求和发展规划正好吻合。

  国土资源部成为02B星主用户,资源卫星在更大程度上更有效地应用在国土资源管理领域  

  2007年9月19日,02B卫星在中国太原卫星发射中心发射成功。10月29日,国防科工委与国土资源部签署协议,国土资源部成为中巴地球资源卫星02B星的主用户。

  为什么国土资源部能够成为主用户?

  国土资源领域,对卫星遥感的应用,其实在上世纪末就已经在社会上形成了一定的影响力。从1999年开始,国土资源部应用卫星遥感技术开展了全国50万人口以上城市及部分经济热点城市的土地利用动态遥感监测工作。2001年以来,国土资源部查处的土地违法案件中,很大部分是通过遥感监测的方法首先发现。自2003年以来,中国地质调查局与中国气象局合作,利用气象卫星、遥感卫星开展了全国地质灾害气象预警预报工作。而用先进的遥感技术,对矿产资源开发利用状况、矿山环境和矿产资源规划执行情况实施遥感调查与动态监测的工作,也于2006年启动,并已经获得了重要成果。可以说,自国土资源部建部以来,卫星遥感技术就成为国土资源规划决策、合理利用与科学监管的支撑性技术之一,在国土资源调查、评价、规划、监测以及应急管理等方面都得到了普遍应用,成为国土资源基础业务工作不可或缺的高技术手段。

  在应用国产卫星数据方面,国土资源部门一直走在前面。在新一轮国土资源大调查的各类项目中,国土资源部积极鼓励和支持使用国产卫星数据,取得了可喜成果。特别是在塔里木盆地矿产和地下水资源调查评价中,应用国产卫星数据,科研人员在预测的找矿有利区内发现了5条金、铜矿化体。在地质灾害监测和应急管理中,应用北斗卫星导航系统,国土资源部实现了重大滑坡监测数据的实时传输,并依托先进的卫星和网络通信技术,建立了可以满足多级、多方远程会商和应急指挥的信息系统,提高了地质灾害应急处置能力。

  但是,随着国土资源管理对高科技需求的加大,在国产卫星的应用过程中,高分辨率卫星数据短缺问题已日渐突出,成为开展中大比例尺资源调查、监测工作的瓶颈。很多管理领域,大量工作急需的卫星数据依赖国外进口。

  为根本解决这个问题,国土资源部一直密切关注国产资源卫星系列发展,积极配合国防科工委、发改委参与制定国产卫星发展规划、创新资源卫星管理机制,以推动国产资源卫星成为支撑国土资源管理的重要数据源。

  在这样的基础上,以02B星为起点,积极推动资源卫星发展,国土资源部至少能在四方面发挥重要作用。一是在数据应用上,由被动变主动。根据主用户协议,国土资源部一方面可最大限度地调动02B星的获取能力,补充资源调查、监测数据不足,减少数据采购经费,另一方面可积极拓展国产后续星运行新机制和卫星数据的应用范围,在资源宏观监测、地灾应急调查方面可能开辟新的工作思路和模式。二是在卫星工程上,提升应用技术能力,加快国产数据的推广转化。三是在卫星发展规划上,提高参与度。国土资源部作为卫星应用领域最广、数据用量最大的用户,有条件在主用户机制实践的基础上,积极推动资源卫星未来的发展。四是在卫星应用产业化上,起到带动作用。

  事实证明,无论对于国土资源管理水平的提升,还是对国产卫星的发展,国土资源部成为02B星主用户,都是里程碑式的大事件。02B星的发射成功,改变了我国民用高分辨率卫星数据完全依赖国外的历史,推进了自主卫星数据在国土资源领域的实际应用。截至到2009年3月,02B星共交付用户294389景产品,遍布国土资源、环保、灾害监测、科研、农、林、水、城市建设等各个领域。

  为了让02B星数据在国土资源管理中充分发挥作用,国土资源部成立了卫星应用指导小组和数据应用与推广办公室。该办公室与中国资源卫星中心签署了中巴地球资源卫星02B星数据联合开发推广协议,共同促进资源卫星数据进入国土资源调查与监测等业务主流程,开展应用技术试验,开发数据应用技术,制定数据及应用技术标准,共享数据处理成果,共同推广普及资源卫星成果。国土资源部还专门组织精干的队伍参加了02B星在轨测试工作。

  2008年2月,春节刚过,02B星数据应用与推广办公室就开始忙碌起来,针对第二次全国土地调查、土地利用动态监测、矿山开发状况监测、1∶5万区域调查、地质灾害调查等任务,拟出各相关部门的任务编排计划。组织实施国产卫星应用重大示范工程,在应用示范的基础上,国土资源部制定激励性政策,鼓励部系统各单位在承担的国家项目中优先使用国产卫星数据。国土资源部还策划“一年一图”监测工程,提出每年形成一张最新的覆盖全国国土的遥感影像图,通过卫星对地观测高科技手段布下资源监管的天网。

  国土资源管理呼唤高分辨率国产卫星,为国土资源部“量身定制”的全新资源一号02C星,呼之欲出  

  资源一号01星和02星按照三年的寿命期已经失效;2009年5月12日,02B星上三个俄罗斯进口的陀螺发生故障,卫星因此失去偏流角修正功能,不能正常工作。

  问题又回到了两年前的起点:中巴03星一拖再拖,仍然迟迟不能发射;基于02B星建立的应用体系面临“无米之炊”。

  当今世界,高分辨率卫星是各国追逐的目标。美国正在大力发展高分辨率卫星,其空间分辨率已经由全色发展到当前的0?41米。法国从1986年迄今发射了5颗资源卫星,其中SPORT5号从2002年发射以来,已经获得了300多万景图像。1977年苏联发射“流星”系列地球卫星和海洋勘测卫星,此后地球观测卫星技术每隔大约12年就会产生一个飞跃,目前俄国的对地遥感卫星已进入第四代,即高分辨率时代。国外资源遥感卫星的技术指标显示,新研制和将要发射的资源遥感卫星多光谱遥感器的分辨率大多在10米范围,增加的全色普段的分辨率在0.4~2.5范围。

  而中国也面临同样的需求:用户迫切需要的国产高分辨率卫星遥感数据,严重不足。同时,对质量也提出了更高的要求。

  1999年实施国土资源大调查以来,以卫星遥感为基础的调查监测任务量不断上升,2007年,国土资源部完成了84个城市的土地监测,2008年达到172个城市,到2009年,对土地监测已经覆盖了2895个县,实现了全国全覆盖。同时,监测了163个国家重点矿集区矿山开发状况,还兼顾地质环境的监测和地质灾害防治。按照动态监测的规划,每10年进行一次全国土地调查,每年进行土地变更调查、土地利用状况动态监测,需要利用高分辨率遥感数据对全国国土按年度全覆盖监测,重点城市按半年度或季度全覆盖监测,对热点地区实现准实时跟踪监测和重大违法案件调查监测的快速响应。每年度开展的长江流域、黄河流域等、青藏高原、环渤海湾以及东南沿海、中国界河等遥感地质环境调查、矿山环境开发现状调查与监测、常规的基础地质调查填图、地质灾害调查等,中、高分辨率遥感数据需求覆盖了我国陆域面积的绝大部分。

  但是,近五年来,由于符合应用要求的国产卫星数据品种少,使用率不到10%,90%的数据不得不采购国外卫星数据。

  2008年底,中国航天科技集团公司总经理马兴瑞致信国土资源部,商议如何加强航天科技集团与国土资源部的合作。国土资源部部长徐绍史部长接到信后,非常高兴。双方对整合最先进的技术资源,完全按照国土资源部的需求研制一颗国土资源部业务卫星的想法,几乎一拍即合。

  这个新星的名字就被定为:02C星。对它的定位是:要用成熟的技术和设计,采用成熟的平台,以最高效率和较低成本,打造中国最好的民用卫星!这颗卫星,要在有着民用卫星发射成功率100%的太原卫星中心,用号称金牌运载火箭的长征四号发射;这颗卫星,将携带2台2.36米的高分辨率相机和1台5米全色和10米多光谱相机。这样的技术设备,不仅获取数据的精度会比以前大大提高,而且一次扫描的数据覆盖面也大大增加。

  国土资源陆海监测首颗卫星,也是国土资源部首发业务卫星——资源一号02C星飞向蓝天  

  2009年4月,国土资源部经征求国防科工局意见,向发改委正式汇报,提出了发展资源卫星业务星的概念。

  2009年7月,国土资源部发布《国土资源卫星应用发展规划(2009—2020年)》,提出优先发展空间分辨率优于2.5米的高分辨率卫星等业务卫星系列。考虑到业务急需和02B星后继星建设与业务卫星系列的衔接,将02C星作为业务卫星系列的首发星纳入该卫星规划。

  就在这个当儿,更好的契机来到了。

  2009年8月和11月,国务院副总理李克强两次来国土资源部视察工作,对整合卫星资源,发展国产卫星,建立现代技术支撑的国土资源监管体系作出了一系列重要指示,特别要求国土资源部要牵头整合国土资源、海洋、测绘卫星平台,实现资源共享,尽快推进首发02C星立项。

  于是,国土资源部、国家海洋局、国家测绘局在积极与发展改革委、国防科工委等部门沟通基础上,组织开展国土资源业务卫星建设规划研究,并提出首发业务卫星——资源一号02C卫星的工程方案。

  02C星工程,分卫星系统、运载火箭系统、发射场系统、测控系统、地面系统和应用系统六项工程,采取了“好、快、省”的研制策略,即在充分继承02B星成熟技术基础上,做适当优化改进,缩短建造周期和经费。计划用22个月的时间,投入11.5个亿,在2011年底或者2012年初发射运行。国土资源部作为用户代表实施业主负责制,在发展改革委、财政部、国防科工委等部门的指导下,对02C星工程建设负总责。根据国家批准的资金计划,国土资源部作为工程甲方,承担应用系统建设任务,以合同管理方式,委托中国航天科技集团公司负责卫星系统和运载火箭系统的建造,以及地面系统的改建;委托总装备部负责发射场系统和测控系统保障。

  在工程资金落实未到位的情况下,中国航天科技集团公司先行筹措资金安排急需的卫星、火箭研制生产任务。总装备部为卫星发射测控提供了最优条件保障。

  之后的工作进展可谓神速:

  2009年12月1日,国土资源部组织召开02C星工程方案专家论证会,论证专家组一致通过评审。

  2010年3月,国土资源部正式向发改委提出了02C项目立项建议书,2011年2月得到了立项批复。

  2010年3月,航天科技集团即启动了研发工作,2010年12月基本完成了整星产品全套工作。

  2011年10月9日,火箭系统研制完成,顺利通过出厂评审。

  2011年10月21日,卫星系统研制完成,顺利通过出厂评审。

  2011年10月29日,国土资源部、航天科技集团有关领导目送着装载着02C星和航天科技集团五院卫星试验队队员的专列,从昌平火车站缓缓驶离站台,开赴太原卫星发射中心。至此,建造02C卫星仅用了20个月的研制时间,不但超前原计划,而且创造了国内遥感卫星研制的第一速度、第一质量。

  “造星”得到了国土资源部领导高度重视。

  2011年6月14日,国土资源部部长徐绍史、副部长贠小苏和时任国土资源部总工程师的张洪涛等一行来到中国航天科技集团调研。看到资源一号02C星的研发和生产进展情况,徐绍史提出,要扎实推进02C星研发生产,通过国土资源部和航天科技集团的共同努力,做好02C星整星阶段的测试工作,确保如期发射。作为主管科技工作的副部长,贠小苏一直为02C星的成功研发积极协调,并亲自担任卫星工程总指挥。

  也就在这个时候,国土资源部开始了编制《陆海观测业务卫星发展规划(2011—2020年)》,并被列入国务院审批的78个专项规划之中。按照此规划,2020年,将要有18颗陆海观测卫星在轨运行,形成高精度陆海观测管理的现代化能力。

  在这个背景下,02C星作为陆海监测计划的首颗卫星,蓄势待发。

  在国土资源部,作为组织机构的保障,专门成立卫星应用中心筹备办公室。2011年7月26日,该办公室主任姜建军主持召开第一次工作会议。从这一天到12月5日,一共召开过14次会议,印发了14份专题会议纪要,逐项落实各阶段任务。参会的人说,真的好像听到了最后决战的“马蹄声声”。

  02C卫星工程各系统协议签署之前,国土资源部、中国航天科技集团、中国科学院等单位相关领导和专家再次座谈02C星,工程总指挥贠小苏部长提出,不仅要做到发射的万无一失,而且能够确保卫星如期在轨运行三年。工程总指挥、中国航天科技集团公司副总经理袁家军当场表示:我们的目标是保证3年,争取5年。

  2011年12月13日下午5点多,北京国土资源部大厅灯光明亮,来自国土资源部、中国航天科技集团、中国科学院等单位的重要人物汇聚一起,签署资源一号02C卫星工程各系统协议。“让我们见证一个伟大的时刻!”主持签署仪式的姜建军当时做了这样的描述。10多年间,一直为实现国土资源卫星梦奔走呼号并全程参与02C星工程的高平,激动地告诉记者,她会把卫星发射成功的时间当成自己一生中最重要的好日子。

  就这样,承载了国土资源人梦想和心血的02C星,在2011年岁末,成功飞向蓝天!

  我们期待着,这仅仅是一个成功的开始,未来中国陆海卫星业务发展,定会多星璀璨,而且应用硕果累累。  




2011-12-23 17:15:21        


上天之梦 —— “资源一号”02C卫星诞生记  


来源:中国国土资源报  2011年12月23日
      2011年12月底,新年的气息在空气中弥漫。

  太原卫星发射中心,沐浴阳光。22日11时26分,“资源一号”02C卫星随着“长征四号乙”运载火箭尾翼的火光一现,一跃而腾飞太空。

  “发射成功!”掌声响彻观察大厅。

  潜心研制这颗卫星20个月,航天科技集团来到现场的每一个人,脸上都带着满意的喜悦:这是“十二五”开局之年最漂亮的收官。

  而对于一直梦想拥有国产资源卫星体系的国土资源人,这一刻,是最激动人心的一次圆梦。

  “资源一号”01星,承载了中国资源卫星的发展梦,也承载着改革开放的中国国际合作的美好愿景  

  资源卫星,与国土资源工作有密切关系。

  故事得先从卫星体系讲起。从上世纪80年代开始,中国民用遥感卫星就开启了管理机制探索和科学创新研发并举的发展之路,并且逐步形成三大系列:气象卫星、海洋卫星和陆地资源卫星。

  与国土资源关系最密切的,是陆地资源卫星。正如它的名字表述的,这是一种用于勘测和研究地球自然资源环境的卫星。它能遥测地球资源赋存和环境变迁,“看透”地层,发现人们肉眼看不到的资源宝藏、灾害踪迹。资源卫星对于实现国土资源立体管理、对于防灾减灾、对于地球的准确认识,都是重大的质的飞跃。

  1972年,美国发射了世界上第一颗陆地资源卫星。陆地卫星首先搅动了全球地质科学家的梦,其中也包括我国地质科学家。

  于是,从上世纪80年代起,原地质矿产部就开始了资源卫星的探索。

  1986年,国务院批准航天工业部《关于加速发展航天技术报告》,确定了研制“资源一号”卫星的任务。

  从上世纪80年代末到上世纪90年代末我国第一颗传输型遥感卫星——“资源一号”01星成功发射,历经10年的造星过程。而就在这10年间,国际合作也推动了资源卫星的发展。当时我国正处在改革开放后的高速发展期,希望同有意愿合作的国家达到发展的双赢。巴西是发展中的资源大国,对资源卫星的需求强烈。因此,1988年,中国和巴西两国政府批准,在中国原方案基础上,两国共同投资,联合研制中巴地球资源卫星,卫星投入运行后,由两国共同使用。

  1999年10月14日,“资源一号”01星在太原卫星发射场发射成功。

  2003年10月21日,“资源一号”02星也在太原卫星发射场成功发射升空。

  根据中巴双方达成的协议,两国还将联合发射“资源一号”03星和04星。

  “资源一号”01星和02星在轨工作期间,获取并分发了大量数据,为中巴两国在资源调查、灾害监测、城镇规划等方面作出了重要贡献。

  资源一号02B星应运而生,国防科工委探索资源卫星主用户机制  

  02星3年的寿命在2006年行将结束,应该发射03星接续了。但就在这个时候出现了问题:巴西希望在卫星中加入更多的自产研发成分,但是由于技术障碍致使研制计划一再推迟。用户的卫星数据,可能出现空档。

  人们开始讨论:能不能利用我们已经掌握的成熟新技术,快速研制出新卫星?这,就使02B星的研发浮出水面。

  在国土资源部等应用部门的强烈要求下,这第三颗资源卫星02B星必须具备高分辨率遥感观测能力,能够为正在开展的大比例尺资源调查提供数据支持。于是,02B星成为我国第一颗同时具有高、中、低三种空间分辨率载荷的资源卫星,设计者的目的,就是希望它能为我国大规模开展的国土资源动态遥感监测等重大行业应用提供急需的国产卫星数据源。

  02B星的主要载荷为全色多光谱相机、高分辨率相机和宽覆盖相机。其中高分辨率相机和两台固态存储器为新设备,取代了原“资源一号”02星的红外相机和磁带机,同时增加了星敏感器和GPS设备,可以大幅提高图像产品的定位精度。

  即使如此,有两个问题同时摆在了卫星发射者和使用者面前:这颗卫星的定位是什么?如何让它的数据得到充分利用?此前,资源卫星一直号称“百家星”,没有业主和主要应用部门,农、林、水、土、矿、城、环、灾,多个领域的主管单位参与立项,家家提指标、人人谈需求,结果一颗卫星众口难调,设计指标只能综合又综合。真正投入应用时,反而大家都感觉不合适、不理想,因此应用积极性不高。

  为了改变这个局面,国防科工委开始探索尝试资源卫星的主用户机制。这一点,与国内卫星遥感数据应用的大户——国土资源部的需求和发展规划正好吻合。

  国土资源部成为02B星主用户,资源卫星在更大程度上更有效地应用在国土资源管理领域  

  2007年9月19日,02B卫星在中国太原卫星发射中心发射成功。10月29日,国防科工委与国土资源部签署协议,国土资源部成为中巴地球资源卫星02B星的主用户。

  为什么国土资源部能够成为主用户?

  国土资源领域,对卫星遥感的应用,其实在上世纪末就已经在社会上形成了一定的影响力。从1999年开始,国土资源部应用卫星遥感技术开展了全国50万人口以上城市及部分经济热点城市的土地利用动态遥感监测工作。2001年以来,国土资源部查处的土地违法案件中,很大部分是通过遥感监测的方法首先发现。自2003年以来,中国地质调查局与中国气象局合作,利用气象卫星、遥感卫星开展了全国地质灾害气象预警预报工作。而用先进的遥感技术,对矿产资源开发利用状况、矿山环境和矿产资源规划执行情况实施遥感调查与动态监测的工作,也于2006年启动,并已经获得了重要成果。可以说,自国土资源部建部以来,卫星遥感技术就成为国土资源规划决策、合理利用与科学监管的支撑性技术之一,在国土资源调查、评价、规划、监测以及应急管理等方面都得到了普遍应用,成为国土资源基础业务工作不可或缺的高技术手段。

  在应用国产卫星数据方面,国土资源部门一直走在前面。在新一轮国土资源大调查的各类项目中,国土资源部积极鼓励和支持使用国产卫星数据,取得了可喜成果。特别是在塔里木盆地矿产和地下水资源调查评价中,应用国产卫星数据,科研人员在预测的找矿有利区内发现了5条金、铜矿化体。在地质灾害监测和应急管理中,应用北斗卫星导航系统,国土资源部实现了重大滑坡监测数据的实时传输,并依托先进的卫星和网络通信技术,建立了可以满足多级、多方远程会商和应急指挥的信息系统,提高了地质灾害应急处置能力。

  但是,随着国土资源管理对高科技需求的加大,在国产卫星的应用过程中,高分辨率卫星数据短缺问题已日渐突出,成为开展中大比例尺资源调查、监测工作的瓶颈。很多管理领域,大量工作急需的卫星数据依赖国外进口。

  为根本解决这个问题,国土资源部一直密切关注国产资源卫星系列发展,积极配合国防科工委、发改委参与制定国产卫星发展规划、创新资源卫星管理机制,以推动国产资源卫星成为支撑国土资源管理的重要数据源。

  在这样的基础上,以02B星为起点,积极推动资源卫星发展,国土资源部至少能在四方面发挥重要作用。一是在数据应用上,由被动变主动。根据主用户协议,国土资源部一方面可最大限度地调动02B星的获取能力,补充资源调查、监测数据不足,减少数据采购经费,另一方面可积极拓展国产后续星运行新机制和卫星数据的应用范围,在资源宏观监测、地灾应急调查方面可能开辟新的工作思路和模式。二是在卫星工程上,提升应用技术能力,加快国产数据的推广转化。三是在卫星发展规划上,提高参与度。国土资源部作为卫星应用领域最广、数据用量最大的用户,有条件在主用户机制实践的基础上,积极推动资源卫星未来的发展。四是在卫星应用产业化上,起到带动作用。

  事实证明,无论对于国土资源管理水平的提升,还是对国产卫星的发展,国土资源部成为02B星主用户,都是里程碑式的大事件。02B星的发射成功,改变了我国民用高分辨率卫星数据完全依赖国外的历史,推进了自主卫星数据在国土资源领域的实际应用。截至到2009年3月,02B星共交付用户294389景产品,遍布国土资源、环保、灾害监测、科研、农、林、水、城市建设等各个领域。

  为了让02B星数据在国土资源管理中充分发挥作用,国土资源部成立了卫星应用指导小组和数据应用与推广办公室。该办公室与中国资源卫星中心签署了中巴地球资源卫星02B星数据联合开发推广协议,共同促进资源卫星数据进入国土资源调查与监测等业务主流程,开展应用技术试验,开发数据应用技术,制定数据及应用技术标准,共享数据处理成果,共同推广普及资源卫星成果。国土资源部还专门组织精干的队伍参加了02B星在轨测试工作。

  2008年2月,春节刚过,02B星数据应用与推广办公室就开始忙碌起来,针对第二次全国土地调查、土地利用动态监测、矿山开发状况监测、1∶5万区域调查、地质灾害调查等任务,拟出各相关部门的任务编排计划。组织实施国产卫星应用重大示范工程,在应用示范的基础上,国土资源部制定激励性政策,鼓励部系统各单位在承担的国家项目中优先使用国产卫星数据。国土资源部还策划“一年一图”监测工程,提出每年形成一张最新的覆盖全国国土的遥感影像图,通过卫星对地观测高科技手段布下资源监管的天网。

  国土资源管理呼唤高分辨率国产卫星,为国土资源部“量身定制”的全新资源一号02C星,呼之欲出  

  资源一号01星和02星按照三年的寿命期已经失效;2009年5月12日,02B星上三个俄罗斯进口的陀螺发生故障,卫星因此失去偏流角修正功能,不能正常工作。

  问题又回到了两年前的起点:中巴03星一拖再拖,仍然迟迟不能发射;基于02B星建立的应用体系面临“无米之炊”。

  当今世界,高分辨率卫星是各国追逐的目标。美国正在大力发展高分辨率卫星,其空间分辨率已经由全色发展到当前的0?41米。法国从1986年迄今发射了5颗资源卫星,其中SPORT5号从2002年发射以来,已经获得了300多万景图像。1977年苏联发射“流星”系列地球卫星和海洋勘测卫星,此后地球观测卫星技术每隔大约12年就会产生一个飞跃,目前俄国的对地遥感卫星已进入第四代,即高分辨率时代。国外资源遥感卫星的技术指标显示,新研制和将要发射的资源遥感卫星多光谱遥感器的分辨率大多在10米范围,增加的全色普段的分辨率在0.4~2.5范围。

  而中国也面临同样的需求:用户迫切需要的国产高分辨率卫星遥感数据,严重不足。同时,对质量也提出了更高的要求。

  1999年实施国土资源大调查以来,以卫星遥感为基础的调查监测任务量不断上升,2007年,国土资源部完成了84个城市的土地监测,2008年达到172个城市,到2009年,对土地监测已经覆盖了2895个县,实现了全国全覆盖。同时,监测了163个国家重点矿集区矿山开发状况,还兼顾地质环境的监测和地质灾害防治。按照动态监测的规划,每10年进行一次全国土地调查,每年进行土地变更调查、土地利用状况动态监测,需要利用高分辨率遥感数据对全国国土按年度全覆盖监测,重点城市按半年度或季度全覆盖监测,对热点地区实现准实时跟踪监测和重大违法案件调查监测的快速响应。每年度开展的长江流域、黄河流域等、青藏高原、环渤海湾以及东南沿海、中国界河等遥感地质环境调查、矿山环境开发现状调查与监测、常规的基础地质调查填图、地质灾害调查等,中、高分辨率遥感数据需求覆盖了我国陆域面积的绝大部分。

  但是,近五年来,由于符合应用要求的国产卫星数据品种少,使用率不到10%,90%的数据不得不采购国外卫星数据。

  2008年底,中国航天科技集团公司总经理马兴瑞致信国土资源部,商议如何加强航天科技集团与国土资源部的合作。国土资源部部长徐绍史部长接到信后,非常高兴。双方对整合最先进的技术资源,完全按照国土资源部的需求研制一颗国土资源部业务卫星的想法,几乎一拍即合。

  这个新星的名字就被定为:02C星。对它的定位是:要用成熟的技术和设计,采用成熟的平台,以最高效率和较低成本,打造中国最好的民用卫星!这颗卫星,要在有着民用卫星发射成功率100%的太原卫星中心,用号称金牌运载火箭的长征四号发射;这颗卫星,将携带2台2.36米的高分辨率相机和1台5米全色和10米多光谱相机。这样的技术设备,不仅获取数据的精度会比以前大大提高,而且一次扫描的数据覆盖面也大大增加。

  国土资源陆海监测首颗卫星,也是国土资源部首发业务卫星——资源一号02C星飞向蓝天  

  2009年4月,国土资源部经征求国防科工局意见,向发改委正式汇报,提出了发展资源卫星业务星的概念。

  2009年7月,国土资源部发布《国土资源卫星应用发展规划(2009—2020年)》,提出优先发展空间分辨率优于2.5米的高分辨率卫星等业务卫星系列。考虑到业务急需和02B星后继星建设与业务卫星系列的衔接,将02C星作为业务卫星系列的首发星纳入该卫星规划。

  就在这个当儿,更好的契机来到了。

  2009年8月和11月,国务院副总理李克强两次来国土资源部视察工作,对整合卫星资源,发展国产卫星,建立现代技术支撑的国土资源监管体系作出了一系列重要指示,特别要求国土资源部要牵头整合国土资源、海洋、测绘卫星平台,实现资源共享,尽快推进首发02C星立项。

  于是,国土资源部、国家海洋局、国家测绘局在积极与发展改革委、国防科工委等部门沟通基础上,组织开展国土资源业务卫星建设规划研究,并提出首发业务卫星——资源一号02C卫星的工程方案。

  02C星工程,分卫星系统、运载火箭系统、发射场系统、测控系统、地面系统和应用系统六项工程,采取了“好、快、省”的研制策略,即在充分继承02B星成熟技术基础上,做适当优化改进,缩短建造周期和经费。计划用22个月的时间,投入11.5个亿,在2011年底或者2012年初发射运行。国土资源部作为用户代表实施业主负责制,在发展改革委、财政部、国防科工委等部门的指导下,对02C星工程建设负总责。根据国家批准的资金计划,国土资源部作为工程甲方,承担应用系统建设任务,以合同管理方式,委托中国航天科技集团公司负责卫星系统和运载火箭系统的建造,以及地面系统的改建;委托总装备部负责发射场系统和测控系统保障。

  在工程资金落实未到位的情况下,中国航天科技集团公司先行筹措资金安排急需的卫星、火箭研制生产任务。总装备部为卫星发射测控提供了最优条件保障。

  之后的工作进展可谓神速:

  2009年12月1日,国土资源部组织召开02C星工程方案专家论证会,论证专家组一致通过评审。

  2010年3月,国土资源部正式向发改委提出了02C项目立项建议书,2011年2月得到了立项批复。

  2010年3月,航天科技集团即启动了研发工作,2010年12月基本完成了整星产品全套工作。

  2011年10月9日,火箭系统研制完成,顺利通过出厂评审。

  2011年10月21日,卫星系统研制完成,顺利通过出厂评审。

  2011年10月29日,国土资源部、航天科技集团有关领导目送着装载着02C星和航天科技集团五院卫星试验队队员的专列,从昌平火车站缓缓驶离站台,开赴太原卫星发射中心。至此,建造02C卫星仅用了20个月的研制时间,不但超前原计划,而且创造了国内遥感卫星研制的第一速度、第一质量。

  “造星”得到了国土资源部领导高度重视。

  2011年6月14日,国土资源部部长徐绍史、副部长贠小苏和时任国土资源部总工程师的张洪涛等一行来到中国航天科技集团调研。看到资源一号02C星的研发和生产进展情况,徐绍史提出,要扎实推进02C星研发生产,通过国土资源部和航天科技集团的共同努力,做好02C星整星阶段的测试工作,确保如期发射。作为主管科技工作的副部长,贠小苏一直为02C星的成功研发积极协调,并亲自担任卫星工程总指挥。

  也就在这个时候,国土资源部开始了编制《陆海观测业务卫星发展规划(2011—2020年)》,并被列入国务院审批的78个专项规划之中。按照此规划,2020年,将要有18颗陆海观测卫星在轨运行,形成高精度陆海观测管理的现代化能力。

  在这个背景下,02C星作为陆海监测计划的首颗卫星,蓄势待发。

  在国土资源部,作为组织机构的保障,专门成立卫星应用中心筹备办公室。2011年7月26日,该办公室主任姜建军主持召开第一次工作会议。从这一天到12月5日,一共召开过14次会议,印发了14份专题会议纪要,逐项落实各阶段任务。参会的人说,真的好像听到了最后决战的“马蹄声声”。

  02C卫星工程各系统协议签署之前,国土资源部、中国航天科技集团、中国科学院等单位相关领导和专家再次座谈02C星,工程总指挥贠小苏部长提出,不仅要做到发射的万无一失,而且能够确保卫星如期在轨运行三年。工程总指挥、中国航天科技集团公司副总经理袁家军当场表示:我们的目标是保证3年,争取5年。

  2011年12月13日下午5点多,北京国土资源部大厅灯光明亮,来自国土资源部、中国航天科技集团、中国科学院等单位的重要人物汇聚一起,签署资源一号02C卫星工程各系统协议。“让我们见证一个伟大的时刻!”主持签署仪式的姜建军当时做了这样的描述。10多年间,一直为实现国土资源卫星梦奔走呼号并全程参与02C星工程的高平,激动地告诉记者,她会把卫星发射成功的时间当成自己一生中最重要的好日子。

  就这样,承载了国土资源人梦想和心血的02C星,在2011年岁末,成功飞向蓝天!

  我们期待着,这仅仅是一个成功的开始,未来中国陆海卫星业务发展,定会多星璀璨,而且应用硕果累累。  



为啥寿命只有3年这么短

另外要从俄罗斯进口的陀螺仪,是因为中国没有国产的吗?
tonyget 发表于 2012-10-21 21:02
为啥寿命只有3年这么短

另外要从俄罗斯进口的陀螺仪,是因为中国没有国产的吗?
不配套呗。
hecz 发表于 2012-10-21 22:21
不配套呗。
国产陀螺仪与国产卫星不配套
万里穿针”是怎么成功的
——“天神”对接控制系统核心技术研发纪实
发布时间:2011年12月06日 09:04
来源:科技日报   作者:记者 陈瑜 我要评论
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 “在轨表现卓越,甚至比地面试验验证效果还要好。”尽管已是数日前的精彩,但谈起天宫神八的“太空之吻”,北京控制工程研究所三室副主任李彬仍抑制不住激动。
  在这次任务中,北京控制工程研究所负责了整个交会对接制导、导航与控制(GNC)系统的方案设计、技术设计与实现、软件设计、实现、测试与评测、系统产品集成与试验和飞行控制等任务,首次在轨成功应用天宫一号单框架控制力矩陀螺,140米以内承担相对位置和相对姿态测量的CCD光学成像敏感器等核心产品。
  稳:自主设计的控制力矩陀螺让重约八吨的庞然大物在精准对接前先刹车
  对于神舟八号和天宫一号的交会对接控制技术,好比是在高速飞行(比子弹的速度快8倍)的两个航天器之间,历经几十万公里的追逐,完成穿针引线的动作,并最终联成一体。也有人将它比喻是在高速飞驰过程中将钥匙插入锁眼中。这是一个是世界级的难题,此前只有美国和俄罗斯能够掌握此项技术。
  北京控制工程研究所机电中心研制团队做的工作,是让重约八吨的庞然大物在精准对接前先“稳”下来,这就是我国首次交会对接中首次在轨应用成功的天宫一号单框架控制力矩陀螺。
  作为姿态控制系统的关键部件之一,控制力矩陀螺产品具有输出力矩大、控制精度高、不消耗工质等优点。国外在控制力矩陀螺产品研制领域起步较早,早在上世纪60年代就开始将其用于通讯及气象卫星上,但在国内,直到上世纪90年代初,这项研制工作还处于空白状态。
  1998年,国家863计划专家组面向未来空间实验室和大型卫星发展的需要,确定了预先研究课题,经过综合比较,最终确定由北京控制工程研究所承担研制工作。
  历经十余年,先后更换了几任设计和生产负责人,走过原理样机、工程样机、初样、正样阶段。此过程好比盖房子,虎刚研究员打下坚实的地基,徐映霞研究员构建了牢固的架构,最终由武登云、魏大忠、李刚等人盖起了房子。
  即使如此,对一支平均年龄在35岁以下的年轻研制队伍来说,依然困难重重。
  “感觉最缺乏的是经验。”产品总工张激扬说,年轻的研制团队一度也希望得到国外同行的帮助。
  俄罗斯圣彼得堡指挥仪表所是研制控制力矩陀螺的专业院所,建所以来一共生产各型号控制力矩陀螺产品1000多台套,用于俄罗斯各种型号卫星和空间站,其控制力矩陀螺研制水平在国际上首屈一指。
  2006年,张激扬随研制团队前往圣彼得堡,获得与仪表所研制人员面对面交流的机会。
  “当时我们非常兴奋,准备了很多问题,想与俄方进行技术交流时,却被委婉拒绝。”张激扬印象深刻的是,每一次交流,都有俄方的商务官员全程陪同防止泄密,戒备心理很强。
  从国外直接进口?美国不卖,和法国提出买一个小陀螺对方开出的价码是1000万美金,价格贵,自身还学不到技术。
  从国外同行那里寻求帮助的路行不通,张激扬深深理解了一句话,“真正的核心技术是买不来的,掌握在自己手上的技术才是真正的核心技术”。
  作为交会对接任务的核心技术产品之一,控制力矩陀螺必须确保产品质量性能稳定可靠,做到高可靠和长寿命是得到应用的前提条件。
  为了保证控制力矩陀螺产品首次上天万无一失,控制力矩陀螺研制团队制定了周密的专项可靠性试验计划。值得一提的是框架驱动组件寿命试验,为了监测不同工况下的驱动组件转速控制精度,需要研制人员每天记录相关参数,并对转速控制精度进行实时计算。几位年轻的研制人员,在两年多的时间里,不分工作日节假日,每天轮换,从未间断。
  2010年,圣彼得堡指挥仪表所专家回访北京控制工程研究所。在交流会上,俄方专家很好奇地问:“你们不是要建设自己的空间实验室吗,为什么没有买我们的控制力矩陀螺产品呢?”产品总工张激扬自豪地回答:“我们已经干出来了!”
  精:CCD相机让对接精确到毫米
  为完成神舟八号与天宫一号的完美之吻,交会对接制导、导航与控制系统特地为飞船精心安装了一双亮闪闪的“眼睛”——CCD光学成像敏感器。在交会对接过程中,地面雷达、GPS等设备把神舟八号这把“钥匙”顺利送达天宫一号,使两个飞行器之间的距离从几百公里接近到140米左右,接下来,在CCD相机指引下,两个飞行器继续靠近,并实现最后逼近直到对接完成。
  成像中心主任赵春晖说,两个飞行器最后靠拢阶段是交会对接最关键的阶段,也是难度最大、要求最高、风险极大的阶段,时速每秒7.8公里的飞船与天宫之间的距离从140米到完成对接,此时任何故障都有可能导致重大安全事故。
  “CCD敏感器好像人的眼睛,当两个高速飞行的飞行器快速靠近时,即使在太阳强光直射时也不能眨眼,而且还得给天宫一号上的6个目标灯拍照,对照片实施实时分析后判断距离。”赵春晖说,这个阶段将全面考核控制系统的测量敏感器、控制方案、系统可靠性等各项指标,因为地面的指令对控制精度等已经无能为力。
  为了充分验证测量设备的抗干扰能力,二次对接在光照区举行,还得考虑强阳光对测量设备所造成的干扰。为此科研人员做了大量试验,包括大量空间环境适应性研究。
  2009年12月,交会对接敏感器研制队伍进行了为期15天的室外杂光验证试验。那几天北京正值寒冬,气温多在零下十多摄氏度,五六级的西北风还经常来“光顾”。说是试验场地,其实就是用警戒线临时隔离出来的一段人车都比较少的马路。他们每天都要跟在平板卡车后步行约10公里路程赶赴试验场地,然后布置场地,展开设备等。为了赶试验进度,他们每天在凛冽的寒风中通常要工作近12个小时。场地周围连个小饭馆都没有,泡面就是他们的中餐。由于连续的野外寒风中作业,很多人的脸和手脚都长了冻疮。
  第一次试验结果显示,精度比国外标准还高一个量级,当时赵春晖还不敢相信,“直到后来美国公开的文献提到的研究进展和我们的一致,我的心才落了地”。


北航校庆 北航奇迹 启示   2008年1月8日,北京人民大会堂里暖意融融,2007年国家科技奖励大会在这里隆重举行。奖励大会上,北航先进惯性仪表与导航技术创新团队令人瞩目:他们的“卫星新型姿控储能两用飞轮技术”项目荣获2007年度国家技术发明一等奖,同时,他们的“新型高性能捷联惯性测量装置关键技术研究及应用”项目还获得了国家科技进步二等奖。

  飞轮是遥感卫星在太空实现姿态稳定的关键控制部件,“卫星新型姿控储能两用飞轮技术”项目的诞生,填补了国内的技术空白,打破了国外在此领域的技术垄断,解决了我国卫星用新型磁悬浮飞轮的“卡脖子”问题,为新一代卫星的发展做出了贡献。

  面对鲜花与掌声,42岁的团队带头人房建成教授却显得谦虚而冷静,他把成绩归功于国防科工委、北京航空航天大学和他们所在的仪器科学与光电技术学院的支持和鼓励,归功于团队里默默无闻、无私奉献的老教授和全体师生。他说,尽管项目获了奖,但成绩只能说明过去,他们的项目还有更多技术要攻克,他们创新的脚步不会停止。

  瞄准前沿立足创新

  上世纪末,虽然我国已掌握了基于机械轴承的飞轮技术,但由于机械轴承飞轮有接触摩擦,精度低,成为严重制约我国遥感卫星分辨率的进一步提高,寿命从几年向几十年跨越的关键技术之一。而磁悬浮飞轮采用磁悬浮支承技术,其摩擦力矩可减少两个数量级,并且寿命长。西方国家为解决卫星的高精度和长寿命问题,从上世纪八十年代就开展了卫星用磁悬浮飞轮技术的研究,但在技术上对我国实行严密封锁。为了打破国外的技术封锁,解决制约我国高分辨率遥感卫星高精度长寿命姿态控制部件这一技术难题,房建成和他的同事们开始了磁悬浮飞轮技术的研究。

  控制力矩陀螺是空间站及大型卫星必不可少的姿态稳定、姿态控制执行机构,而基于磁悬浮轴承技术的控制力矩陀螺只有俄罗斯搞过,用于“和平号”空间站。当初该创新团队也只是知道俄罗斯采用了磁悬浮轴承,但对于怎么做、用什么技术则一无所知。2000年,房建成在一些国际会议和调研中,希望和国外的科研机构谈技术合作,但是一涉及到磁悬浮轴承的控制力矩陀螺的问题,对方就婉言谢绝了。面对国外的技术封锁,北航先进惯性仪表与导航技术创新团队立志依靠自主创新,研制出中国人自己的磁悬浮飞轮和控制力矩陀螺。因为“北航作为新中国第一所航空航天高等学府,我们责无旁贷!”

  今天的成功让人羡慕,但自主创新是一个漫长而艰苦的过程,一点的浮躁或者急功近利的心理也要不得。一个个黑夜、一个个白天,没有周末、没有假期,团队成员查资料、调参数、做测试,他们以国家的需求为牵引,怀着为祖国争光、为中国的航天事业争光的坚定信念,形成了“甘于寂寞、勇于创新”的良好氛围。年轻人“初生牛犊不怕虎”、老教授“默默甘为铺路石”,经过近十年的艰苦奋斗,终于在自己的研究领域取得了多个国内第一:研制成功国内第一台超高速磁悬浮姿控储能两用飞轮、国内第一台高精度长寿命磁悬浮反作用飞轮。同时,该创新团队研制成功我国第一台单框架磁悬浮控制力矩陀螺,并在国际上首先进行双框架磁悬浮控制力矩的探索研究。

  厚积薄发十年一剑

  先进惯性仪表与导航技术创新团队属于北航精密仪器及机械国家重点学科,该学科是北航最早的五个国家重点学科之一,其前身为我国第一个航空陀螺与惯性导航专业(即北航第五研究室),为满足“两弹一星”工程惯性制导技术的急需,由钱学森先生提议,并由林士谔先生在1956年创立。经过五十年的发展,该学科已发展成为我国惯性技术的发源地和自主创新的摇篮。

  说到团队所属学科五十年来的发展,团队成员都很骄傲。在国内已有的约十类陀螺仪中,七类由该学科率先研究或研制成功。上世纪50年代林士谔先生带领研制成功国内第一个液浮陀螺,60年代研制成功国内第一个气浮陀螺,70年代研制成功国内第一个挠性陀螺;张惟叙教授和郦吉臣教授80年代初在国内分别率先开始光纤陀螺研制和半球谐振陀螺研究;90年代初李振祥教授在国内率先开始控制力矩陀螺的原理研究;90年代末以房建成等年轻人为主的创新团队在国内率先研究用于大型航天器的磁悬浮控制力矩陀螺;进入新世纪后,2001年该团队在国防科工委民用航天专项支持下率先开展了磁悬浮姿控储能两用飞轮的研制;2004年在国内率先进行了高精度磁悬浮反作用飞轮的研制;2006年在国际上率先开展了双框架磁悬浮控制力矩陀螺的研制……

  房建成说:“我们的很多经验、精神是从老一辈身上学来的,学科创立五十年,我们新一辈团队的研发也近10年,我们赶上了国防科技工业快速发展的大好机遇,得到学校和学院对我们的大力支持,老一辈播种、长苗,到了现在,水到渠成,开花结果。”

  精诚团结合力攻关

  北航新一代的先进惯性仪表与导航技术创新团队刚起步时只有十几人,经过十年的发展,现在已经发展为100多人。北航仪器光电学院党委书记孙玉珍说:“我看着这个创新团队从小到大、从弱到强一步步的走过来,自始至终他们这个团队最大的特点就是团结。这个团队有一种闯劲儿,特别能吃苦,有心气儿。”

  房建成教授动情的说:“我们团队里的老教授七十多岁了,他们每天和我们一样在实验室做研究,他们不求名、不求利。团队里还有很多默默奉献的老师和学生,他们每天一样熬到深夜,一样没有节假日,但每个申报奖项的课题填写研究人员都有人数限制,我们不得不割舍掉很多同志,他们为项目的研制付出了大量的心血,虽然获奖名单上没写他们的名字,但他们没有丝毫的怨言,这些同志其实是最伟大的。”

  寒冷的冬天,团队里六十多岁的老教授和工人师傅抱着三十多公斤刚加工成的陀螺,顶着寒风、骑着三轮车去航空二三二厂加工。看着累得满头大汗却面带笑容的老教授,团队成员都被他对事业的深情所打动。正是这些老教授们的敬业精神点燃了年轻人对科研工作的热情。

  2003年北京非典时,团队的项目研发也进入了攻坚阶段,房建成和团队成员都是一次又一次地通宵熬夜。就在“非典”肆虐的紧张时期,他们却毫不畏惧,一心扑在项目上,连续二十多天都是凌晨五点才离开实验室。

  虽然每天熬夜,但他们心里充满了自豪和骄傲,“要为中国人争光,作为我们就是靠那小小的陀螺!”

  最难忘2002年的时候,当时陀螺失稳的技术还没有解决,由于陀螺旋转的速度很高,一旦失稳,将会有很大的危险。有一次,转到2万转的时候磁悬浮陀螺突然失稳,掉了下来,摩擦高温把保护装置都烧焦了,整个实验室弥漫着一股焦味。博士生们回忆说:“那次事故房老师一句话都没说,他认准的事不管多难,一定要成功,从来就没见他泄气过。”

  十年来,团队成员们在实验室度过多少个通宵已经记不清了,而他们休息的日子、他们陪家人、陪孩子的次数却能数清。新的一年来临了,房建成和他的同事们充满信心地展望未来:“‘十一五’期间,我们将继续围绕国家重大需求进行研究,要实现仪器光电学院研制的八个核心部件在六颗卫星进行试验验证,打破国外封锁、填补空白,为我国卫星技术的跨越式发展做出贡献。”


北航校庆 北航奇迹 启示   2008年1月8日,北京人民大会堂里暖意融融,2007年国家科技奖励大会在这里隆重举行。奖励大会上,北航先进惯性仪表与导航技术创新团队令人瞩目:他们的“卫星新型姿控储能两用飞轮技术”项目荣获2007年度国家技术发明一等奖,同时,他们的“新型高性能捷联惯性测量装置关键技术研究及应用”项目还获得了国家科技进步二等奖。

  飞轮是遥感卫星在太空实现姿态稳定的关键控制部件,“卫星新型姿控储能两用飞轮技术”项目的诞生,填补了国内的技术空白,打破了国外在此领域的技术垄断,解决了我国卫星用新型磁悬浮飞轮的“卡脖子”问题,为新一代卫星的发展做出了贡献。

  面对鲜花与掌声,42岁的团队带头人房建成教授却显得谦虚而冷静,他把成绩归功于国防科工委、北京航空航天大学和他们所在的仪器科学与光电技术学院的支持和鼓励,归功于团队里默默无闻、无私奉献的老教授和全体师生。他说,尽管项目获了奖,但成绩只能说明过去,他们的项目还有更多技术要攻克,他们创新的脚步不会停止。

  瞄准前沿立足创新

  上世纪末,虽然我国已掌握了基于机械轴承的飞轮技术,但由于机械轴承飞轮有接触摩擦,精度低,成为严重制约我国遥感卫星分辨率的进一步提高,寿命从几年向几十年跨越的关键技术之一。而磁悬浮飞轮采用磁悬浮支承技术,其摩擦力矩可减少两个数量级,并且寿命长。西方国家为解决卫星的高精度和长寿命问题,从上世纪八十年代就开展了卫星用磁悬浮飞轮技术的研究,但在技术上对我国实行严密封锁。为了打破国外的技术封锁,解决制约我国高分辨率遥感卫星高精度长寿命姿态控制部件这一技术难题,房建成和他的同事们开始了磁悬浮飞轮技术的研究。

  控制力矩陀螺是空间站及大型卫星必不可少的姿态稳定、姿态控制执行机构,而基于磁悬浮轴承技术的控制力矩陀螺只有俄罗斯搞过,用于“和平号”空间站。当初该创新团队也只是知道俄罗斯采用了磁悬浮轴承,但对于怎么做、用什么技术则一无所知。2000年,房建成在一些国际会议和调研中,希望和国外的科研机构谈技术合作,但是一涉及到磁悬浮轴承的控制力矩陀螺的问题,对方就婉言谢绝了。面对国外的技术封锁,北航先进惯性仪表与导航技术创新团队立志依靠自主创新,研制出中国人自己的磁悬浮飞轮和控制力矩陀螺。因为“北航作为新中国第一所航空航天高等学府,我们责无旁贷!”

  今天的成功让人羡慕,但自主创新是一个漫长而艰苦的过程,一点的浮躁或者急功近利的心理也要不得。一个个黑夜、一个个白天,没有周末、没有假期,团队成员查资料、调参数、做测试,他们以国家的需求为牵引,怀着为祖国争光、为中国的航天事业争光的坚定信念,形成了“甘于寂寞、勇于创新”的良好氛围。年轻人“初生牛犊不怕虎”、老教授“默默甘为铺路石”,经过近十年的艰苦奋斗,终于在自己的研究领域取得了多个国内第一:研制成功国内第一台超高速磁悬浮姿控储能两用飞轮、国内第一台高精度长寿命磁悬浮反作用飞轮。同时,该创新团队研制成功我国第一台单框架磁悬浮控制力矩陀螺,并在国际上首先进行双框架磁悬浮控制力矩的探索研究。

  厚积薄发十年一剑

  先进惯性仪表与导航技术创新团队属于北航精密仪器及机械国家重点学科,该学科是北航最早的五个国家重点学科之一,其前身为我国第一个航空陀螺与惯性导航专业(即北航第五研究室),为满足“两弹一星”工程惯性制导技术的急需,由钱学森先生提议,并由林士谔先生在1956年创立。经过五十年的发展,该学科已发展成为我国惯性技术的发源地和自主创新的摇篮。

  说到团队所属学科五十年来的发展,团队成员都很骄傲。在国内已有的约十类陀螺仪中,七类由该学科率先研究或研制成功。上世纪50年代林士谔先生带领研制成功国内第一个液浮陀螺,60年代研制成功国内第一个气浮陀螺,70年代研制成功国内第一个挠性陀螺;张惟叙教授和郦吉臣教授80年代初在国内分别率先开始光纤陀螺研制和半球谐振陀螺研究;90年代初李振祥教授在国内率先开始控制力矩陀螺的原理研究;90年代末以房建成等年轻人为主的创新团队在国内率先研究用于大型航天器的磁悬浮控制力矩陀螺;进入新世纪后,2001年该团队在国防科工委民用航天专项支持下率先开展了磁悬浮姿控储能两用飞轮的研制;2004年在国内率先进行了高精度磁悬浮反作用飞轮的研制;2006年在国际上率先开展了双框架磁悬浮控制力矩陀螺的研制……

  房建成说:“我们的很多经验、精神是从老一辈身上学来的,学科创立五十年,我们新一辈团队的研发也近10年,我们赶上了国防科技工业快速发展的大好机遇,得到学校和学院对我们的大力支持,老一辈播种、长苗,到了现在,水到渠成,开花结果。”

  精诚团结合力攻关

  北航新一代的先进惯性仪表与导航技术创新团队刚起步时只有十几人,经过十年的发展,现在已经发展为100多人。北航仪器光电学院党委书记孙玉珍说:“我看着这个创新团队从小到大、从弱到强一步步的走过来,自始至终他们这个团队最大的特点就是团结。这个团队有一种闯劲儿,特别能吃苦,有心气儿。”

  房建成教授动情的说:“我们团队里的老教授七十多岁了,他们每天和我们一样在实验室做研究,他们不求名、不求利。团队里还有很多默默奉献的老师和学生,他们每天一样熬到深夜,一样没有节假日,但每个申报奖项的课题填写研究人员都有人数限制,我们不得不割舍掉很多同志,他们为项目的研制付出了大量的心血,虽然获奖名单上没写他们的名字,但他们没有丝毫的怨言,这些同志其实是最伟大的。”

  寒冷的冬天,团队里六十多岁的老教授和工人师傅抱着三十多公斤刚加工成的陀螺,顶着寒风、骑着三轮车去航空二三二厂加工。看着累得满头大汗却面带笑容的老教授,团队成员都被他对事业的深情所打动。正是这些老教授们的敬业精神点燃了年轻人对科研工作的热情。

  2003年北京非典时,团队的项目研发也进入了攻坚阶段,房建成和团队成员都是一次又一次地通宵熬夜。就在“非典”肆虐的紧张时期,他们却毫不畏惧,一心扑在项目上,连续二十多天都是凌晨五点才离开实验室。

  虽然每天熬夜,但他们心里充满了自豪和骄傲,“要为中国人争光,作为我们就是靠那小小的陀螺!”

  最难忘2002年的时候,当时陀螺失稳的技术还没有解决,由于陀螺旋转的速度很高,一旦失稳,将会有很大的危险。有一次,转到2万转的时候磁悬浮陀螺突然失稳,掉了下来,摩擦高温把保护装置都烧焦了,整个实验室弥漫着一股焦味。博士生们回忆说:“那次事故房老师一句话都没说,他认准的事不管多难,一定要成功,从来就没见他泄气过。”

  十年来,团队成员们在实验室度过多少个通宵已经记不清了,而他们休息的日子、他们陪家人、陪孩子的次数却能数清。新的一年来临了,房建成和他的同事们充满信心地展望未来:“‘十一五’期间,我们将继续围绕国家重大需求进行研究,要实现仪器光电学院研制的八个核心部件在六颗卫星进行试验验证,打破国外封锁、填补空白,为我国卫星技术的跨越式发展做出贡献。”
tonyget 发表于 2012-10-21 22:26
国产陀螺仪与国产卫星不配套
以前没做过类似型号的呗。
陀螺仪也有很多规格型号不同用途。

tonyget 发表于 2012-10-21 22:26
国产陀螺仪与国产卫星不配套


原来的国产陀螺仪寿命不长,原指望买俄罗斯的可以寿命长一点,法国的也卖,就是价格太高了,3个就要3000万美金,2007年发射的卫星,买陀螺仪的时间就更早了
tonyget 发表于 2012-10-21 22:26
国产陀螺仪与国产卫星不配套


原来的国产陀螺仪寿命不长,原指望买俄罗斯的可以寿命长一点,法国的也卖,就是价格太高了,3个就要3000万美金,2007年发射的卫星,买陀螺仪的时间就更早了
姿态控制惯性执行机构是高分辨率、长寿命遥感卫星平台的核心技术。磁悬浮飞轮和控制力矩陀螺是我国新一代航天器姿态稳定和姿态机动急需的新型惯性执行机构,国外长期严密技术封锁,是我国高分辨率遥感卫星和大型航天器亟待解决的“卡脖子”问题。

  在多项国家重点科研课题支持下,北京航空航天大学“新型惯性仪表与系统技术”团队经过十多年攻关,在国内开辟了航天器姿态控制磁悬浮惯性执行机构的新技术方向,提出了基于空间五自由度主动控制混合磁悬浮轴承的惯性执行机构设计理论和方法,突破了磁悬浮支承和高速高精度驱动两大核心技术,发明了新型磁悬浮姿控/储能两用飞轮、磁悬浮反作用飞轮、单框架和双框架磁悬浮控制力矩陀螺,达到国际先进水平,为我国各类高精度长寿命遥感卫星和大型航天器姿态控制惯性执行机构由机械轴承飞轮向磁悬浮飞轮的跨代发展奠定了坚实的技术基础。相关技术可推广应用于风力发电和分布式供能、高能量密度电机、电动汽车、航空发动机、核离心机、潜艇推进电机等关键领域。“卫星新型姿控储能两用飞轮技术”获2007年度国家技术发明一等奖,已申请国家发明专利81项,其中授权52项,又获2008年何梁何利基金科学与技术成就奖
CCD敏感器,哥看了半天才明白说的是传感器~~~
工程总指挥、中国航天科技集团公司副总经理袁家军当场表示:我们的目标是保证3年,争取5年
===看来用的是国产磁悬浮飞轮和控制力矩陀螺了,自己的才敢检查,进口的拆了可没有保修
忠心说一声:感谢北京航空航天大学“新型惯性仪表与系统技术”团队
别在吹了,我们的夺接机构还有一个部件不是国产地
很显然这不能国产的部件就成了卡脖子部件,核心产品
MD爱打仗00 发表于 2012-10-22 09:29
别在吹了,我们的夺接机构还有一个部件不是国产地
一个一个的解决嘛,
北航校庆 北航奇迹 启示   2008年1月8日,北京人民大会堂里暖意融融,2007年国家科技奖励大会在这里隆重 ...
我读研时和房建成隔壁实验室,经常跑他们实验室去看他们的陀螺,那时候做的陀螺还不咋的
MD爱打仗00 发表于 2012-10-22 09:29
别在吹了,我们的夺接机构还有一个部件不是国产地
能科普一下那个进口的“天宫”“神八”对接机构核心部件吗?
我是大白,急需补充营养,望不吝赐教。谢谢。
同楼上同求,还有陀螺仪相关科普。又可耻的伸手了。、、、