↑↑↑כוכב ביידו הסופי שוגר בהצלחה! "קבוצת הכוכבים ביידו" זורחת בחוכמת שנגחאי

בבוקר ה-23 ביוני שוגר בהצלחה לוויין הרשת העולמי האחרון של Beidou-3.

משיגורו בשנת 2009 ועד לשיגור הלוויין ה-30 כיום, השלמת מערכת ביידו-3 מסמנת את הסיום המוצלח של אסטרטגיית הפיתוח "בת שלושת השלבים" לפיתוח מערכות ניווט לווייני המתאימות לתנאים לאומיים, אותה חוקרת ארצנו מאז שנות ה-1980.

ישנם 24 לווייני ביידו במסלול בינוני סביב כדור הארץ, 3 במסלול גיאוסטציונרי ו-3 במסלול גיאוסינכרוני משופע. כמעט כל לוויין ביידו שזורח בשמיים מגלם את העבודה הקשה והתרומה של חוקרים מדעיים בשנגחאי.

"כוכב אחד מחובר, כל הכוכבים מחוברים"

תנו גם ללוויינים "לדבר עם השמיים"

צוות פיתוח לווייני הניווט ביידו של האקדמיה הסינית למדעים בז'אנגג'יאנג, פודונג, השלים את הפיתוח והשיגור של 12 לוויינים במערכת ביידו-3. הוא יבנה מערכת בסיסית למערכת הניווט ביידו בשנת 2018 ויספק שירותים גלובליים. הוא ישלים את בניית המערכת המלאה בשנת 2020 וגם יספק פתרון חדש לבניית מערכת הניווט הלווייני העולמית ביידו של סין.

השנה, הצוות הוקם זה עשר שנים. הגיל הממוצע של חברי הצוות הוא רק מעל 30 שנה. ניתן לומר שמדובר בגיוס חדש בתחום התעופה והחלל. כוח "אדיר" זה הוא שמזריק השראה חדשנית נוספת למחקר ופיתוח לוויינים יציבים ומובילים. במהלך תהליך הפיתוח של Beidou-3, הם השלימו מאות פרויקטים מרכזיים של מחקר טכנולוגי עבור יישומי לוויינים.

▲חוקרים עורכים מדידות מדויקות בלוויין Beidou-3 (צילום באדיבות מכון החדשנות למיקרו-לוויינים של האקדמיה הסינית למדעים)

ישנו כלל בלתי כתוב בתחום התעופה והחלל לפיו הטכנולוגיה החדשה המשמשת בכל כוכב בדרך כלל לא עולה על 30%, אך צוות זה השתמש בכמעט 80% מהטכנולוגיה החדשה בכוכב הניסוי הראשון.

מונע על ידי חדשנות, צוות צעיר זה מנסה באומץ לחולל מהפכה ברעיונות עיצוב וצורות ניהול לוויינים בכללותן. צוות צעיר זה משתמש בטכנולוגיות כגון מבנה פאנל מסגרת, מיקום חיישני כוכבים עצמאי וארכיטקטורה אלקטרונית משולבת בצפיפות פונקציונלית גבוהה כדי ליצור את "פלטפורמת הניווט הייעודית של האקדמיה הסינית למדעים", אשר משפרת ביעילות את יכולת ההסתגלות והמדרגיות של לוויינים.

הם הציעו קונספט עיצוב מקורי של "שרשרת פונקציונלית" כדי לייעל ולשלב את המשאבים הפנימיים של הלוויין במידה המרבית. הם החליפו יותר מ-20 מחשבים ששימשו במקור לבקרה במחשב אחד בעל ביצועים גבוהים, מה שהפחית משמעותית את העלויות תוך הגדלת צפיפות הפונקציונליות.

מה שראוי יותר להזכיר הוא שהם עשו פריצות דרך בטכנולוגיית קישור בין-לוויינים, השיגו "קישוריות של כוכב אחד, קישוריות מכוכב לכוכב", ואפשרו ללוויינים "לדבר זה עם זה בשמיים" ופתרו את צוואר הבקבוק שהגביל את הרשת הגלובלית של ביידו.

▲ביידו-3 עוברת הרכבה סופית באתר השיגור (צילום באדיבות המכון לחדשנות מיקרו-לוויינים, האקדמיה הסינית למדעים)

בעקבות לוויין הניסוי הראשון, הצוות גם עשה פריצות דרך בטכנולוגיית אבחון ושחזור אוטונומיים של לוויינים בפיתוח מאוחר יותר של לוויין הרשת הגלובלי Beidou-3, מה שאפשר ללוויין יכולות "אבחון עצמי ושחזור עצמי". לוויינים יכולים לבצע אבחון תקלות אוטונומי, בידוד תקלות ושחזור ללא כל התערבות קרקעית, ובכך לשפר מאוד את זמינות הלוויינים.

בנוסף, Beidou-3 השתמש לראשונה גם במגבר מצב מוצק מבוסס גליום ניטריד בעל הספק גבוה כדי לשפר ביעילות את איכות האות; הוא פרץ טכנולוגיית מיתוג חלקה בתדר-זמן מדויקת, והניח את היסודות להשגת המשכיות גבוהה של אותות מערכת גלובליים; הוא אימץ את ארכיטקטורת Loongson + FLASH המקומית, מילא את הפער במעבדי חלל מקומיים, והבין את הלוקליזציה של כל התקני הליבה, מה שהניע את פיתוח שרשרת התעשייה כולה.

בזמן שצופים בלוויין הרשת הגלובלי האחרון מסוג Beidou-3 משוגר בהצלחה למסלול, צוות זה החל במסע חדש. בהתאם לצרכים האסטרטגיים של ארצי, מערכת מיקום, ניווט ותזמון משולבת, משולבת וחכמה יותר, תיבנה בשנת 2035. הם ימשיכו להילחם למען הדור הבא של לווייני ניווט.

צור "לב" חזק של ביידו

לוקח 6 מיליון שנים לקבל שגיאה של שנייה אחת

מידע על זמן ומיקום מרחבי הם משאבים אסטרטגיים חשובים עבור מדינה. קבלת מידע על מיקום לוויין ומידע זמן מדויק על הלוויין הם שני פרמטרים מרכזיים של לווייני ניווט - הפרש זמן של מיליארדית השנייה (ננו-שנייה אחת) יוביל לשגיאת מרחק של 0.3 מטרים.

כדי להשיג דיוק ניווט ומיקום ברמת דצימטר וסנטימטר, לווייני ביידו חייבים להיות בעלי "לב" חזק ואמין - שעון אטומי בחלל, ו"מוח" חד וצלול - מערכת עיבוד מידע.

בשנת 2002, מצפה הכוכבים של האקדמיה הסינית למדעים בשנגחאי השיק מחקר על שעוני אטום מימן פסיביים בחלל, המבוסס על שנים של פיתוח של שעוני אטום מימן אקטיביים קרקעיים. בשנת 2015, שעון אטום המימן הראשון בחלל שהושלם על ידם שוגר במדינתי, באמצעות הדור החדש של לווייני ניווט ביידו.

▲אבטיפוס של שעון אטומי מימן בחלל על גבי ביידו-3 (צילום באדיבות מצפה הכוכבים של שנגחאי)

במהלך חמש השנים האחרונות, ביצועי שעוני המימן שעקבו אחר לווייני ביידו לחלל שופרו ללא הרף, והרכיבים, חומרי הגלם וטכנולוגיות הליבה נשלטו לחלוטין באופן עצמאי.הפעם, שעון מימן שסופק על ידי מצפה הכוכבים של שנגחאי עקב אחר "הכוכב האחרון" לחלל. דיוקו הגיע לשגיאה של פחות מננו-שנייה אחת ליום, השווה ערך לשגיאה של שנייה אחת ב-6 מיליון שנים. כיום זהו אחד משעוני האטום בעלי הביצועים הטובים ביותר בשמיים.

בדיוק כשהלווייני ביידו מתקרבים לסיומו, חוקרים מדעיים במצפה הכוכבים של שנגחאי פיתחו "לב" קל יותר של ביידו: הם הצליחו להפחית את משקל שעון המימן מ-23 קילוגרמים ל-13 קילוגרמים. שלוש יחידות יסופקו למשתמשים עד סוף השנה לשימוש בלווייני רשת ביידו בשנה הבאה.

▲חוקרים מדעיים ממצפה הכוכבים של שנגחאי בודקים את שעון המימן הנמצא בפיתוח (צילום באדיבות מצפה הכוכבים של שנגחאי)

עם "לב" חזק, צריך גם "מוח" חד. מצפה הכוכבים של שנגחאי פיתח את "המוח החזק ביותר" עבור ביידו, שיכול לתקן שגיאות בזמן אמת ויש לו גיבויים מרובים כדי להשיג דרישות מיקום "מהירות, מדויקות ויציבות".

על מנת לבנות את "המוח החזק ביותר", הו שיאוגונג, המנהל הטכני של מערכת עיבוד המידע של מצפה הכוכבים של האקדמיה הסינית למדעים בשנגחאי, הוביל את הצוות דרך טרנספורמציה כואבת "ממדענים למהנדסים".

כאשר ניסו ליישם את הנוסחאות שהשאירו ניוטון ואיינשטיין לחישוב גופים שמימיים טבעיים על חישובי מסלולם של גופים שמימיים מעשה ידי אדם, כמו לוויינים המקיפים את כדור הארץ, הם נתקלו ביותר מדי מצבים בלתי צפויים. בסופו של דבר,הם התגברו על מגוון תנאים קשים והציעו ויישמו לראשונה בעולם את טכנולוגיית קביעת המסלול המדויקת המשותפת בין לוויין לקרקע ולוויין, "רשת ניטור אזורית + קישור בין-לוויינים". הם גם תכננו אלגוריתם שתוכנן במיוחד ולבסוף השיגו את מדדי ביצועי המיקום המדויקים של Beidou-3.

על מנת לחשב עוד יותר את דיוק ה-Beidou, מצפה הכוכבים של שנחאי פיתח גם "סרגל שמיים" לייזר מיוחד - מערכת הניווט הלווייני הניידת הראשונה בסין, הנמצאת לאורך כל היום, עם טווח מרבי של 38,800 קילומטרים, אשר שימשה בהצלחה בטיווח לייזר מדויק ברמת סנטימטר של לווייני Beidou. אלה תרמו תרומות מפתח שאין להן תחליף למימוש שירותים גלובליים על ידי ניווט לווייני Beidou של ארצי.

חיזוק קרן

הפכו את שירותי המיקום לנוחים כמו האינטרנט

אם מכון המחקר MicroStar ומצפה הכוכבים של שנגחאי עובדים קשה על בניית מערכת הניווט Beidou, אז Qianxun Position, חברת היי-טק משנגחאי, משתמשת במחשוב ענן, עיבוד ביג דאטה ואלגוריתמים מיומנים משלה כדי להפוך את "אותות Beidou" לחוויית שירות נוחה כמו שימוש באינטרנט הנייד.

מיקום ברמת סנטימטר, חישה ברמת מילימטר ותזמון ברמת ננו-שנייה הן התוצאות שהושגו על ידי המערכת החדשה שבנתה Qianxun Positioning עבור תחום הניווט הלווייני העולמי בחמש השנים האחרונות.נכון לשנת 2019, שירותי הדיוק הגבוה של מערכת זו יכולים לכסות את רוב האזורים במדינה למעט אזורים לא מיושבים.

▲תמונת הדגמה של פעולת רחפן להגנת צמחים חקלאיים המוצגת על ידי מערכת מיקום Qianxun. דיוק המיקום מגיע לרמת סנטימטר, מה שיכול להפחית ביעילות את כמות ריסוס חומרי ההדברה (התמונה סופקה על ידי Qianxun Position).

"ביידו השלימה את הרשת הגלובלית שלה. אנו נספק בו זמנית שירותים משופרים גלובליים במהלך השנה הנוכחית, וכל הקישור יתמוך באותות העדכניים ביותר של ביידו-3." צ'ן ג'ינפיי, מנכ"ל צ'יאנשון פוזישן, אמר ששני מוצרי הליבה של החברה תומכים כעת באותות העדכניים ביותר.

החל מנובמבר 2019, החליפה חברת Qianxun Position את הציוד המרכזי בתחנת השיפור הלווייני הקרקעית של ביידו בשרת המרחב-זמן "Qianlong" שפותח באופן עצמאי, במטרה לשפר את יכולות העיבוד של כל אותות שירות הניווט הלווייני הציבורי, כולל ביידו-3. עבודות ההחלפה מתקרבות לסיום.

עם השיגור המוצלח של לוויין הרשת העולמית ביידו, צ'ן ג'ינפיי מאמין שבקרוב יופיע שוק רחב יותר. "בשלוש השנים הקרובות, ביידו תאיץ את מיצובה ותשרת יותר ממיליארד משתמשים."

בחמש השנים האחרונות, Qianxun Positioning עבדה יד ביד עם יצרני שבבים גלובליים מרכזיים ושותפים בתעשייה כדי לשלב את טכנולוגיית המיקום המדויקת של Beidou עם 5G ובינה מלאכותית בתחומים כמו נהיגה אוטונומית, שדרוגים בתעשייה, מדידות ומיפוי, ערים חכמות ושירותים ציבוריים כדי לקדם את יישום יישומי Beidou. הצפי הוא ששישה דגמים של כלי רכב אוטונומיים המצוידים בטכנולוגיית המיקום המדויקת של Beidou ייוצרו באופן המוני ויושקו רשמית השנה.

▲תמונה להדגמה של מערכת המיקום Qianxun. בעתיד, כל רכב יתויג בזמן ובמרחב מדויקים כדי לממש טוב יותר את שיתוף הפעולה בין רכב לכביש (התמונה סופקה על ידי Qianxun Position)

חברת Beidou Navigation פתחה בפניה עולם עצום. בשנת 2019, חברת Qianxun Positioning השיקה את תחרות "Beidou Intelligent Maker", שפתחה פלטפורמות טכנולוגיות רלוונטיות ואפשרה לחברות ואנשים פרטיים חדשניים שונים להשתתף בפיתוח יישומים של יכולות מיקום מדויקות. כתוצאה מכך, 40% מהמתמודדים נולדו לאחר 1995, ו-70% מהמתמודדים היו מתחת לגיל 35.

23 ביוני הוא היום האחרון של יצירת הרשת הגלובלית של מערכת ביידו, וזהו גם היום בו מתחיל עידן חדש של יישומי ניווט ביידו.

מאמר זה משוכפל מתוך "Xu Qimin Shanghai מדע וטכנולוגיה", תומכים בהגנה על זכויות קניין רוחני, אנא ציינו את המקור המקורי ואת המחבר בעת הדפסה חוזרת. אם יש הפרה כלשהי, אנא צרו עמנו קשר כדי למחוק אותה.