杂志汇太空探索

这颗卫星采用地球中圆轨道，是我国发射的第21颗北斗导航卫星，由中国科学院微小卫星创新研究院（上海微小卫星工程中心）抓总，与中国电子科技集团公司等共同研制。本次发射是长征三号丙运载火箭的第13次发射，是远征一号上面级的第3次飞行。此次任务是长征系列运载火箭的第224次发射。

这是一颗具有独特“气质”的卫星，它采用全新导航卫星专用平台，在星间链路、星载原子钟和下行导航信号等方面采用多项新技术。卫星入轨后，将与先期发射的4颗新一代北斗导航卫星，共同开展星间链路、新型导航信号体制等试验验证工作，并适时入网提供服务。本刊特约记者采访了相关专家，解码这颗卫星的“绝佳气质”。

玲珑身材

这颗卫星由中国科学院微小卫星创新研究院(上海微小卫星工程中心)抓总，与中国电子科技集团公司等共同研制，从这家机构的名字就可猜出卫星何其“玲珑”。

该院副院长、卫星总设计师林宝军说，卫星起飞质量不足1000千克，“这颗卫星也采用了中科院导航卫星专用平台，突破了轻量化框架面板式结构设计”。这也使得“太空摆渡车”远征一号上面级轻松将其送入中圆轨道。

2015年3月30日，同样由该院研制的新一代北斗导航卫星首发星成功发射，在轨运行10个月以来表现良好。“充分验证了框架面板式结构设计的先进性和可靠性。”林宝军说，这种“将载荷装在面板上”的做法，实践证明抗冲击、抗震动、导热性能好，使载荷在舒服的温度内工作。

与首发星一样，第五颗新一代北斗导航卫星也采用高精度的定姿技术。“首发星将指向精度提高了一个量级。”林宝军自豪地说，这使得传下来的数据平稳得“好像经过处理似的”。

安全大脑

芯片相当于“卫星的大脑”。首发星采用的是中国科学院计算技术研究所自主研发的“龙芯”。为了增强抗辐照能力，这次采用的是中科院上海微系统所研制的“新微芯安全芯片”。

卫星副总设计师沈学民说，在距离地球22000千米的高空存在着无数的高能粒子，单粒子就能打穿卫星，带来不可估量的损失，“轻者造成‘栓锁’，好比是人类‘脑血栓’，重者将烧毁载荷”。

专家称，新技术的抗高能粒子能力远超铝板，即便被高能粒子打入，累积电荷也很小。还可以实现集成电路中元器件的介质隔离，使各路信号不会相互干扰。

“现已完成0.13微米的SOI工艺。”卫星副总指挥李国通说，有望借助这个面向空间辐照的高集成电路设计平台，自主开发大规模集成电路，“对于其他型号卫星来说也将是‘质的飞跃’”。

双手切换

中国科学院微小卫星创新研究院院长、卫星总指挥相里斌介绍，与以往配备铷原子钟不同，这颗卫星以更精密、更稳定的氢原子钟为“主钟”，可为其他4颗新一代北斗导航卫星定准。

考虑到导航卫星的可靠性，这次同时也配备了两台铷钟，而“时频无缝切换技术”则确保一旦出现故障，可在氢钟之间、或是氢钟与铷钟之间切换。切换速度将达到皮秒级，1皮秒等于一万亿分之一秒，地面用户不会感觉到任何异常。

创新基因

中科院微小卫星创新研究院是卫星系统总体单位，还有32个单位共同参与，其中的12家同为“中科系”。比如，上海天文台、武汉数物所、光电研究所制作星等均承担了星上关键设备的研制。

“中科院的集成优势主要有两方面。其一是多学科优势。”相里斌说，卫星本身就是多学科综合总体，各家研究所的成果汇聚于此，推动卫星系统的进步。

另一优势是“科学院的创新基因”。相里斌说，科学家们设计了诸多科学目标，而卫星是一种工具，双方相互驱动前行。比如，这颗卫星的功能就有空间环境探测，要去探测高能粒子可能带来怎样恶影响。

“我们的责任不仅在于完成任务，还要承担国家提出的创新重任。所以我们不去重复别人已做过的事情。”沈学民说。

这支团队已提出要打造中国卫星创新的“生力军”。他们还发起组建中国微小卫星创新联盟，旨在全国优势互补，共为中国航天“添活力”。

2014年6月，习近平主席在中阿合作论坛第六届部长级会议上提出北斗系统落地阿拉伯项目倡议，将北斗系统纳入中阿合作大局。

2015年12月，李克强总理在上海合作组织成员国政府首脑（总理）理事会第十四次会议上提议加强卫星导航合作。

2016年1月，习近平主席出访沙特、埃及期间，中国与沙特和阿盟分别签署了卫星导航领域合作谅解备忘录，习近平主席与埃及总理一同参观了中国高科技展的北斗系统专题展区。

根据北斗系统全球组网建设计划，2018年将率先为“一带一路”国家提供基本服务；2020年形成全球服务能力，建成国际一流的全球卫星导航系统。国家有关部门正在稳步推进北斗系统走出去，与各全球卫星导航系统、相关国际组织，特别是“一带一路”沿线国家和地区，广泛开展国际合作，积极承担国际义务，促进北斗系统服务全球、造福人类。

一是广泛开展卫星导航系统合作，同美GPS、俄格洛纳斯、欧伽利略系统开展兼容与互操作等卫星导航领域合作，与美联合发布了卫星导航合作声明，与俄签署了北斗与格洛纳斯系统兼容与互操作、导航技术应用合作联合声明等成果文件，与欧完成北斗与伽利略系统频率协调。

二是深度参与国际卫星导航组织活动，作为全球卫星导航系统核心供应商，积极参加和支持联合国全球卫星导航系统国际委员会工作，持续面向全球特别是发展中国家开展卫星导航国际教育培训，倡导和推动国际卫星导航系统监测与评估合作，为全球用户提供各大卫星导航系统运行服务信息。

三是积极融入国际标准推进北斗国际化，推动北斗系统进入国际民航、国际海事、移动通信等国际组织相关标准。北斗系统已成为第三个被国际海事组织认可的全球卫星导航系统，取得国际海事应用合法地位；被国际民航组织认可为核心星座并启动相关标准编制工作；北斗系统已成为国际移动通信标准支持的全球卫星导航系统。

四是大力推进北斗系统国际推广，与印度尼西亚、巴基斯坦、泰国、阿联酋、东盟、阿盟等国家和地区组织开展应用合作，北斗系统已成为国家对外合作的重要推介品牌。面向海外举行“北斗行”推广活动，开展北斗/GNSS应用演示体验，推动北斗系统海外应用, 让更多国家和人民了解北斗、应用北斗,感受北斗系统特色与优势；面向全球连续举办六届中国卫星导航学术年会，已成为具有国际影响力的卫星导航领域重要会议。