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北斗出天外 一举定苍穹——“北斗”背后的西工大力量
2020-06-23 22:20来源:西安新闻网 西安报业全媒体编辑:雷莹

  西安新闻网讯(西安报业全媒体记者 任娜 姜泓)6月23日9时43分,我国北斗三号全球卫星导航系统最后一颗组网卫星,在西昌卫星发射中心,搭载长征三号乙运载火箭发射成功!至此,我国提前半年完成北斗全球卫星导航系统星座部署。北斗出天外,一举定苍穹。鲜有人知道,这条“问天之路”“圆梦之路”西工大人走了二十余年。多个学院的研究团队及相关领域校友扎实积累、接续奋斗,承担科研项目百余项,突破了一批关键技术,取得了多项原创性科学成果。

  扫描天线伺服驱动电机

  作为卫星天线驱动控制系统中的核心部件,天线驱动电机至关重要,对卫星的导航通讯起着关键作用。

  西工大自动化学院刘景林教授团队主持完成了北斗导航卫星扫描天线伺服驱动电机科研攻关。此次发射的北斗导航卫星天线扫描机构,正是由西北工业大学研发的6台高性能步进电机进行伺服驱动,确保了卫星的导航及通讯功能。

  刘景林教授作为学校航天电机领域研究的开创者,成功将稀土永磁电机及其控制技术开拓到航天领域。

  团队在航天电机领域长期潜心耕耘,突破了多种类型电机的高性能、超长寿命、轻量化、高可靠性等核心技术,实现了在极端恶劣条件下电机的高精度驱动控制,确保了卫星的通讯质量,也标志着我国在航天卫星天线驱动领域达到国际一流水平。

  通信导航一体化终端设计

  短报文通讯功能是北斗的四大亮点之一,该功能一次可传送多达120个汉字的信息并通过短信迅速告知用户,何人、何地,发生何事,具有极为广阔的应用前景。但如何精准获取用户位置信息?如何快速准确接收卫星传递信息?就成为了需要我国自主攻克的技术难点。

  西工大电子信息学院廉保旺教授团队砥砺奋进20余载,与相关院所企业开展长期科研合作,在“卫星通信导航一体化终端设计”“低轨卫星星座组网技术与增强导航”“5G+北斗多源融合定位”方面承担基础研究、研制项目近百项,形成雄厚的理论及技术积累。

  团队研制的高精度导航定位设备、高精度导航搜救设备已被广泛应用于北斗卫星导航、低轨卫星通信互联、通导一体化等领域,为实现全天候、全球化、低时延、高可靠的空间信息互联、目标定位与跟踪、打造天基传感器监测网络提供重要的理论基础和技术支撑。

  在此基础上发展出与5G融合的可靠导航技术,可为恶劣自然环境下的紧急救援及城市等多遮挡多干扰条件下的精确导航提供长时间、高稳定性、高精度服务,同时该技术特有的测向测姿功能,可以测出目标移动轨迹并跟踪移动方向,具有相当的实际意义。

  干扰检测、定位与抑制系统

  卫星导航信号非常微弱,一旦受到其他无线电信号有意或无意干扰,将极大影响定位、导航、授时等功能的可靠性,特殊情况下还会严重威胁人民生命财产安全、社会公众安全乃至国家安全。如何保护卫星导航信号免受电磁干扰影响,维护卫星导航服务的安全稳定运行就成了北斗卫星导航终端可靠应用的关键。

  西工大电子信息学院王伶教授团队提前谋划布局,针对卫星导航干扰源检测与定位、干扰抑制等方面问题,依托承担的北斗重大专项、国家重点研发计划、国家自然科学基金等30余项项目,经过10余年的基础理论和核心技术攻关,掌握了自主可控的高精度多目标稳健测向、稳相数字波束低失真干扰抑制等核心关键技术,研制出高可靠、高性能、小型化的干扰检测、定位与抑制系统。

  该系统已被应用于无人机、重点基础设施防护等,满足了对卫星信号“收得多”,对干扰“消得净、测得准”的核心需求,可有效保障北斗卫星导航接收机终端的授时、定位精度。 “ 圆满收官,今日梦圆,凝聚的是无数追梦人的心血和汗水,彰显的是这一国家工程的神圣和荣光!西岳轩昂,北斗辉煌!巍哉学府,辈出栋梁!”一位西工大老教师激动地说。

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