卫星“医生” ——中国电科第20研究所为北斗二号卫星工程提供技术支持

有这样一位医生：它有一双“千里眼”可以穿越星海，望到北斗二号卫星轨道，并精准找到卫星的位置；

它有一对“顺风耳”能读懂卫星“语言”，把信号转化成数据，监测、判断卫星的信号质量和星历信息；

它有一颗“玲珑心”通过悉心查看，从“卫星医生”的角度专业评判卫星健康与否。

除了医术精湛，它还配有精心建设的高精尖“医院”——监测站，确保诊断结果精准有效地传回诊断中心。

它，就是由中国电科第20研究所量身定制、被业界称为“卫星医生”的北斗二号卫星导航系统的“地面监测接收机”和监测站。

1月9日，在北京人民大会堂召开的2016年度国家科学技术奖励大会上，“北斗二号卫星工程”荣获国家科技进步特等奖。据悉，“北斗二号”卫星导航系统由14颗组网卫星和32个地面站天地协同组网运行，可为我国和亚太地区提供导航、定位、授时和短报文通信服务，目前中国电科已经打造了22名“卫星医生”，并布局了22个监测站。

只有健康的卫星才可以参与定位服务，“地面监测接收机”主要作用于精准“找到”卫星，理解卫星“语言”，并且从“医生”的角度专业评判出一颗卫星是否健康。这个“诊疗”过程听起来很简单，但据技术专家介绍，“别看地面监测接收机身材‘娇小\’，但就是这个只有电脑机箱大小的东西，功能却是独一无二，基本囊括了地面系统几乎所有的技术难点。”

难在何处？作为“北斗二号”的“眼睛”，“地面监测接收机”必须先于所有系统顺利研发，才能确保整个工程中其他空中和地面系统的顺利运行。一般来说，卫星越多定位精度越高，“北斗二号”由众多卫星组成，同时系统的定位服务性能要达到最精准，这对“地面监测接收机”的测量和定位精度要求极高。然而，受限于大规模集成电路设计和制造工艺水平的限制，以及核心技术被国外封锁，高精度测量需要从零开始，宽带抗多径天线技术需要突破，高性能抗干扰技术领域从未涉足等众多技术难题，研发过程可谓是困难重重。通过不懈攻坚克难，20所攻坚团队仅用了一年的时间，便完成了30余次大型联调联试，100余项大小测试科目，实现了整机装备国产化率高达90%以上，对北斗系统精密定轨、完好性监测起到重要的支撑作用，为北斗系统全面国产化成功“试水”。

“地面监测接收机”必须配备监测站——“卫星医院”，用以进行数据采集和处理。这些数据不仅是卫星数据，还包括监测站相应区域的气候、温度、湿度、气压等信息。“我们的监测站就像是‘中枢神经\’，把‘地面监测接收机\’里所有信息吸纳过来，发送出去，接受外部的反馈信息，然后告诉‘地面监测接收机\’那个卫星是健康的。”技术专家监测站总师任小伟说。

为确保“北斗二号”的可靠性和精准度，监测站的数据采集和传输必须确保一年365天不能断，覆盖面广。这些需要在建设监测站的时候，通盘考虑。从沿海到高原，从西藏的无人区到新疆的边境线，建设团队6年间横跨了整个中国进行站点的布局，面对高温高湿高寒缺氧的环境，在系统设计的时候就需要考虑到设备的冗余备份，保障数据的连续性和稳定性。北斗系统要求数据处理时间极短，以往的软件处理时间不能满足标准要求，20所创造性地研制出数据硬件处理设备，通过硬件传输和处理信息确保了数据处理的实时性。

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