↑↑↑De Beidou Final Star is succesvol gelanceerd! "Beidou Constellation" straalt met de wijsheid van Shanghai

Op de ochtend van 23 juni werd de laatste Beidou-3 satelliet, onderdeel van het wereldwijde netwerk, met succes gelanceerd.

From its launch in 2009 to the launch of the 30th satellite today, the completion of the Beidou-3 system marks the successful conclusion of the "three-step" development strategy for the development of satellite navigation systems suitable for national conditions that our country has been exploring since the 1980s.

Er bevinden zich 24 Beidou-satellieten in een middelhoge aardbaan, 3 in een geostationaire baan en 3 in een hellende geosynchrone baan. Bijna elke Beidou-satelliet die aan de hemel schijnt, belichaamt het harde werk en de bijdrage van wetenschappelijke onderzoekers in Shanghai.

"One star is connected, all stars are connected"

Let satellites also "talk to the sky"

Het Beidou-navigatiesatellietenontwikkelingsteam van de Chinese Academie van Wetenschappen in Zhangjiang, Pudong, heeft de ontwikkeling en lancering van 12 satellieten in het Beidou-3-systeem voltooid. Het team zal in 2018 een basissysteem voor het Beidou-navigatiesysteem bouwen en wereldwijde diensten leveren. De volledige systeemconstructie zal in 2020 worden voltooid, waarmee een nieuwe oplossing wordt geboden voor de ontwikkeling van China's wereldwijde Beidou-satellietnavigatiesysteem.

This year, the team has just been established for ten years. The average age of the team members is only over 30 years old. It can be said to be a new recruit in the aerospace field. It is this "formidable" force that injects more innovative inspiration into the stable and leading satellite research and development. During the development process of Beidou-3, they completed hundreds of key technology research projects for satellite applications.

▲Onderzoekers voeren precisiemetingen uit op de Beidou-3-satelliet (Foto met dank aan het Microsatelliet Innovatie Instituut van de Chinese Academie van Wetenschappen)

Er bestaat een ongeschreven regel in de ruimtevaart dat de hoeveelheid nieuwe technologie die op elke ster wordt gebruikt doorgaans niet meer dan 30% bedraagt, maar dit team gebruikte bijna 80% van de nieuwe technologie op de eerste testster.

Gedreven door innovatie, probeert dit jonge team op gedurfde wijze een revolutie teweeg te brengen in de ontwerp- en beheermethoden van satellieten. Het team gebruikt technologieën zoals framepanelen, onafhankelijke positionering van stersensoren en een geïntegreerde elektronische architectuur met hoge functionele dichtheid om het "Speciale Navigatieplatform voor de Chinese Academie van Wetenschappen" te creëren, dat de aanpasbaarheid en schaalbaarheid van satellieten aanzienlijk verbetert.

They proposed an original "functional chain" design concept to optimize and integrate the internal resources of the satellite to the maximum extent. They replaced more than 20 computers originally used for control with one high-performance computer, which significantly reduced costs while increasing functional density.

What’s more worth mentioning is thatZe hebben baanbrekende ontwikkelingen doorgemaakt op het gebied van intersatellietverbindingstechnologie, waardoor "één-ster-connectiviteit, ster-naar-ster-connectiviteit" is bereikt. Dit stelt satellieten in staat om "met elkaar te communiceren in de lucht" en lost het knelpunt op dat het wereldwijde netwerk van Beidou beperkte.

▲Beidou-3 ondergaat de laatste assemblage op de lanceerbasis (Foto met dank aan het Instituut voor Microsatellietinnovatie, Chinese Academie van Wetenschappen)

Following the first test satellite, the team also made breakthroughs in satellite autonomous diagnosis and recovery technology in the subsequent development of the Beidou-3 global networking satellite, allowing the satellite to have "self-diagnosis and self-recovery" capabilities. Satellites can perform autonomous health diagnosis, fault isolation and recovery without any ground intervention, greatly improving satellite availability.

Bovendien maakte Beidou-3 voor het eerst gebruik van een krachtige solid-state versterker op basis van galliumnitride om de signaalkwaliteit effectief te verbeteren; het realiseerde een baanbrekende technologie voor naadloze tijd-frequentieschakeling met hoge precisie, waarmee de basis werd gelegd voor een hoge continuïteit van wereldwijde systeemsignalen; en het paste de binnenlandse Loongson + FLASH-architectuur toe, waarmee een leemte in de binnenlandse ruimtevaartprocessoren werd opgevuld en de lokalisatie van alle kerncomponenten werd gerealiseerd, wat de ontwikkeling van de gehele industriële keten stimuleerde.

Terwijl de laatste Beidou-3 satelliet voor wereldwijde netwerkcommunicatie succesvol in een baan om de aarde werd gebracht, is dit team aan een nieuwe reis begonnen. In lijn met de strategische behoeften van ons land op het gebied van navigatie, zal er in 2035 een alomvattend, geïntegreerd en intelligent positionerings-, navigatie- en tijdsysteem worden gebouwd. Zij zullen zich blijven inzetten voor de volgende generatie navigatiesatellieten.

Creëer een sterk "hart" van Beidou.

It takes 6 million years to get an error of 1 second

Tijd- en ruimtelijke locatiegegevens zijn belangrijke strategische middelen voor een land. Het verkrijgen van satellietpositie-informatie en nauwkeurige tijdsinformatie op de satelliet zijn de twee kernparameters van navigatiesatellieten: een tijdsverschil van een miljardste van een seconde (1 nanoseconde) leidt tot een afstandsmeetfout van 0.3 meter.

Om navigatie- en positioneringsnauwkeurigheid op decimeter- en centimeterniveau te bereiken, moeten Beidou-satellieten beschikken over een sterk en betrouwbaar "hart" - een atoomklok in de ruimte - en een scherp en helder "brein" - een informatieverwerkingssysteem.

In 2002 startte het Shanghai Observatorium van de Chinese Academie van Wetenschappen onderzoek naar passieve waterstofatoomklokken in de ruimte, voortbouwend op jarenlange ontwikkeling van actieve waterstofatoomklokken op de grond. In 2015 werd de eerste door hen voltooide waterstofatoomklok in de ruimte van mijn land gelanceerd met de nieuwe generatie Beidou-navigatiesatellieten.

▲Prototypemodel van de waterstofatoomklok aan boord van Beidou-3 (foto met dank aan het Observatorium van Shanghai)

De afgelopen vijf jaar is de prestatie van de waterstofklokken die de Beidou-satellieten de ruimte in zijn gevolgd voortdurend verbeterd, en de componenten, grondstoffen en kerntechnologieën zijn volledig onafhankelijk van elkaar ontwikkeld.Ditmaal volgde een waterstofklok van het Observatorium van Shanghai de "Eindster" de ruimte in. De nauwkeurigheid ervan heeft een afwijking van minder dan 1 nanoseconde per dag bereikt, wat overeenkomt met een afwijking van één seconde in 6 miljoen jaar. Het is momenteel een van de best presterende atoomklokken in de ruimte.

Net nu het Beidou-programma ten einde loopt, hebben wetenschappers van het Observatorium van Shanghai een lichter "hart" van Beidou ontwikkeld: ze zijn erin geslaagd het gewicht van de waterstofklok te reduceren van 23 kilogram naar 13 kilogram. Drie exemplaren zullen tegen het einde van het jaar aan gebruikers worden geleverd voor gebruik in de satellieten van het Beidou-netwerk volgend jaar.

▲Scientific researchers from the Shanghai Observatory are testing the hydrogen clock under development (Photo courtesy of the Shanghai Observatory)

Een sterk "hart" vereist ook een scherp "brein". Het Observatorium van Shanghai heeft voor Beidou het "krachtigste brein" ontwikkeld, dat fouten in realtime kan corrigeren en over meerdere back-ups beschikt om te voldoen aan de eisen voor "snelle, nauwkeurige en stabiele" positionering.

Om het "krachtigste brein" te bouwen, leidde Hu Xiaogong, technisch directeur van het informatieverwerkingssysteem van het Shanghai Observatorium van de Chinese Academie van Wetenschappen, het team door een pijnlijke transformatie "van wetenschappers naar ingenieurs".

Toen ze probeerden de formules van Newton en Einstein voor het berekenen van de banen van natuurlijke hemellichamen toe te passen op de baanberekeningen van door de mens gemaakte hemellichamen, zoals satellieten, stuitten ze op te veel onverwachte situaties.Ze overwonnen diverse ongunstige omstandigheden en stelden als eerste ter wereld de "regionale monitoringsnetwerk + intersatellietverbinding"-technologie voor, waarmee gezamenlijk nauwkeurige baanbepaling tussen satellieten, de grond en andere satellieten mogelijk is. Ze ontwierpen tevens een speciaal algoritme en behaalden uiteindelijk de nauwkeurige positioneringsprestaties van Beidou-3.

In order to further calculate the accuracy of Beidou, the Shanghai Observatory has also developed a special laser "sky ruler" - the first movable all-day satellite laser ranging system in China, with a maximum range of 38,800 kilometers, and has been successfully used in centimeter-level precision laser ranging of Beidou satellites. These have made irreplaceable and key contributions to the realization of global services by my country's Beidou satellite navigation.

Fundering versterking

Maak locatiediensten net zo gemakkelijk te gebruiken als internet.

If the MicroStar Research Institute and the Shanghai Observatory are both working hard to build the Beidou navigation system, then Qianxun Position, a Shanghai high-tech company, is using cloud computing, big data processing, and its own proficient algorithms to turn "Beidou signals" into a convenient service experience like using the mobile Internet.

Centimeter-level positioning, millimeter-level sensing, and nanosecond-level timing are the results achieved by the new system Qianxun Positioning has built for the global satellite navigation field in the past five years.Vanaf 2019 bestrijken de uiterst nauwkeurige diensten van dit systeem het grootste deel van het land, met uitzondering van onbewoonde gebieden.

▲The demonstration picture of agricultural plant protection drone operation displayed by Qianxun Position Positioning System. The positioning accuracy reaches centimeter level, which can effectively reduce the amount of pesticide spraying (picture provided by Qianxun Position)

"Beidou has completed its global network. We will simultaneously provide global enhanced services within this year, and the entire link will support the latest signals of Beidou-3." Chen Jinpei, CEO of Qianxun Position, said that both of the company's core products currently support the latest signals.

Starting in November 2019, Qianxun Position replaced the core equipment in the Beidou satellite ground-based enhancement station with the independently developed "Qianlong" space-time server to improve the processing capabilities of all satellite navigation public service signals including Beidou-3. The replacement work is nearing completion.

Met de succesvolle lancering van de Beidou-satelliet voor het wereldwijde netwerk, is Chen Jinpei ervan overtuigd dat er snel een bredere markt zal ontstaan. "In de komende drie jaar zal Beidou zijn positionering versnellen en meer dan 1 miljard gebruikers bedienen."

De afgelopen vijf jaar heeft Qianxun Positioning nauw samengewerkt met toonaangevende chipfabrikanten en industriële partners wereldwijd om de uiterst nauwkeurige positioneringstechnologie van Beidou te combineren met 5G en kunstmatige intelligentie. Dit is gedaan in sectoren zoals autonoom rijden, industriële modernisering, landmeting en cartografie, slimme steden en openbare diensten, om zo de implementatie van Beidou-toepassingen te bevorderen. Naar verwachting zullen dit jaar zes modellen autonome voertuigen, uitgerust met de uiterst nauwkeurige positioneringstechnologie van Beidou, officieel in massaproductie gaan en op de markt worden gebracht.

▲Demonstratiefoto van het Qianxun-positioneringssysteem. In de toekomst zal elk voertuig worden voorzien van een nauwkeurige tijd- en locatieaanduiding om de samenwerking tussen voertuig en weg beter te realiseren (foto aangeleverd door Qianxun Position).

Beidou Navigation has opened up an extremely vast world. In 2019, Qianxun Positioning launched the "Beidou Intelligent Maker" competition, opening up relevant technology platforms and allowing various innovative companies and individuals to participate in the application development of high-precision positioning capabilities. As a result, 40% of the contestants were born after 1995, and 70% of the contestants were under 35 years old.

June 23 is the final day of the Beidou system’s global networking, and it is also the day when a new era of Beidou navigation applications begins.

Dit artikel is overgenomen van "Xu Qimin Shanghai Science and TechnologyWij steunen de bescherming van intellectuele eigendomsrechten. Vermeld bij herpublicatie de oorspronkelijke bron en auteur. Neem bij inbreuk contact met ons op zodat we de betreffende inhoud kunnen verwijderen.