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三院三部:化军于民 炼成风云四号“指挥官”

”——中国航天科工三院三部研制风四卫星任务规划系统领域拓展侧记

发布时间:2017-04-12    信息来源: 中国航天科工集团三院

去年12月11日,我国新一代静止轨道气象卫星风云四号在西昌卫星发射中心成功发射升空。约半个月后,卫星已经抵达预定轨道数日,地面人员决定开始与3.6万公里之外的“风四郎”对话。

发送这第一条指令的任务,落到杨辉之身上。他是中国航天科工集团企业三院三部16室的一名设计师,他与同事临时编写了这个用于测试的特殊指令规划。“很忐忑”,他说,“这可是第一次发送,害怕出问题。”

他的担心被证明是多余的。卫星接到指令后,顺利启动了在宇宙间的第一次任务。此后一周之内,他们共发送指令三万余条,毫无差错。此后两月之内,他们继续配合中国气象局开展在轨测试,进行一系列特殊指令规划,风四卫星顺利开展了各项工作,并于2月底正式发布首批图像和数据,质量达到国际一流水平。

风四卫星实行每一项任务,都依赖于地面指令规划系统,这一系统正是由三部研制。他们在卫星研制后期才临危受命,却按期出色完成任务,由此实现了向宇航领域的跨越。

飞得最高的任务规划系统

2015年7月,风四卫星已经由方案阶段进入工程化研制阶段,距离预定发射日期不足1年半。此时,三部接到邀请:为这颗世界一流静止轨道气象卫星研制恒星观测与指令规划系统。

技术总体单位找到三部作为全新配套单位,虽在意料之外,也在预料之中。因为风四卫星载荷新、指标要求高,其恒星观测和指令规划系统的复杂程度前所未有,而三部正是国内军用任务规划系统的开创者,技术一直领先。

风四卫星恒星观测和指令规划系统,主要完成卫星对地观测所需的恒星、行星预报,以及各个仪器观测程控指令的生成。简单来说,它就是卫星的地面指挥官,对出现在仪器观测范围内的恒星和行星信息进行预报,再基于预报信息自动生成观测程控指令,指挥卫星的观测活动。

“任务规划技术有共通性,”三部16室副主任陈晓东说,“因此虽然大家没有涉足过卫星,但是理解需求很快。”因此当他们第一次接到任务时,只用了3天时间就完成了近300页的方案设计书。

然而,开始启动系统研制时,困难才真正出现了。首先是常识的缺乏,从地到天,宇航、天文等领域的常识都需要恶补,比如坐标系,就要从地面坐标变为特殊的天球坐标系。其次是技术的苛刻,风四卫星工作任务排布密集,任务之间过渡时间极短,要求实现微秒级和微弧级的规划。接着,是时间的紧张,他们从接手任务的第一天,就在卫星发射倒计时的压力下赛跑,十几个人的团队驻扎在气象局,最紧张时每天忙到后半夜,离家咫尺,却像千里之外。

风四卫星运行至今,三部任务规划系统高质量工作,用户方将其视作风四工程的亮点之一。对外先容风四卫星时,用户方经常会提及这个技术先进、质量可靠、界面美观的系统。

这个堪称国内最复杂的气象卫星任务规划系统,风四任务让三部一举进入卫星领域。这也是三部任务规划系统飞得更高的一次。其实在此之前,它已经走得很远。

走得更远的军民融合技术

三部任务规划系统虽起源于导弹研制,实则是一项用途广泛的通用性技术。

“你要去中关村,导航系统告诉要走哪条路线、怎么过去,这就是最简单的任务规划系统。”三部科技处助理余旭说。

如今,在中国北方的佳木斯、加格达奇等森林覆盖之地,三部的任务规划系统已经用于管理通航飞机作业。在三部建立的护林通航飞行服务站里,任务规划系统接到需要实行巡检等工作的通航飞机任务请求,计算出飞行路线,进行仿真,确认可行后将飞行指令发送给待飞的飞机。

随着低空空域的飞行器越来越多,如何保证各类飞行器有序、安全飞行,是个管理难题,却可以利用技术解决。任务规划系统就是一个行之有效的解决方案。

“三部以完成军品领域拓展为己任,在确保军品重点任务完成的前提下,大家乐于看到军用优势技术向民用领域转化,服务于社会和经济发展,这符合国家关于军民融合发展的精神,是大家应该去做的。”三部党委书记张可说。

参与风四任务的设计师们感受到,此类高端民用产品在技术和质量要求上,丝毫不低于军用装备。项目组集智攻关,攻克了多项关键技术,“在算法设计和研发模式方面,同时对于型号工作也能起到促进作用。”16室设计师黄攀说。

近年来,三部在道桥检测、风力发电、智能喷涂等产业领域开展了初步探索,充分发挥总体设计部专业齐备、系统集成能力强等优势,加快推动产业拓展稳步发展。

“做好领域拓展项目,要求企业要有好的技术储备,更要具备快速的市场反应能力,三部在产业领域拓展中重视项目方向的把握和价值创造的落地,取得了良好成效。”张可书记总结军民融合带来的启发,他认为,让技术创造应有的价值,这是一个航天高科技企业的责任之一。(文/倪伟)


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