嫦娥四號成功背後故事(二):玉兔二號的“WIFI”

知新

我們知道,嫦娥四號是人類首次月背探測任務,重難點之一就是怎樣和被地球潮汐鎖定後的地球看不到的月亮另一面的通信問題,解決的方法是在繞地月L2點軌道上放一個通信衛星作為中繼橋樑作用,嫦娥四號、玉兔二號拍照、通信等操作之後,首先通信傳給中繼星,然後再找轉送給地球地面站,相反地如果地球上要控制他嫦娥四號和玉兔二號的話,北京航天飛行控制中心的地面站在首先要發信息給中繼星,然後中繼星傳給嫦娥四號和玉兔二號讓他們執行操作。如圖這麼遠的距離,通信是有延時的,根據操作指令不同大幾十秒到幾分鐘。

嫦娥四號成功背後故事(二):玉兔二號的“WIFI”

地月中繼通信示意

知道的了這一通信過程,具體是怎麼工程實現的?那就要靠裝載在著陸器、巡視器、中繼星上的天線了,本文介紹的是巡視器也就是玉兔二號的“WIFI”(只是表示通信意思,不是wifi本意)——測控數傳分系統。

嫦娥四號成功背後故事(二):玉兔二號的“WIFI”

測控數傳分系統天線之一 位於月球車車體上方相機下方

承擔了玉兔二號測控數傳分系統的研製任務是上海航天804所上海航天電子技術研究所,該分系統主要由應答機、發射機、固態放大器、接收天線、發射天線以及定向天線等8個產品組成。測控數傳分系統有測控數傳兩個功能,如果把航天器比作大風箏,那麼測控就是風箏線。測控就是完成地面站對航天器的跟蹤,將遙控指令發給航天器,同時航天器將自己的狀態發給地面站。數傳就是把航天器上的科學數據傳給地面站,原始的數據量一般較大,比如傳圖像、視頻等,無論是測控還是數傳,一般都需要地球上地面站的支持。

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研究人員在地面測試

雖然有鵲橋號中繼通信衛星,但是能力還是比不上地面的通信站,比如通信延時、帶寬(比較小,只能傳圖片,視頻都是後期圖片拼接成的)等,這就要求作為數據通信的“電話另一頭”著陸器和巡視器自身的性能更高,相比嫦娥三號研究人員進行大量內部優化,挖掘潛力,經過大量的單機調試測試,後面又在巡視器車體上開展系統輻射性能測試驗證,最終天線在要求的使用空間範圍內,信號增益指標提高了2dB,滿足了嫦娥四號任務的新要求。

上海航天電子技術研究所

嫦娥四號成功背後故事(二):玉兔二號的“WIFI”

804所標誌

上海航天電子技術研究所隸屬中國航天科技集團有限公司第八研究院(航天八院,即上海航天技術研究院),成立於1984年,擁有武器裝備質量體系認證、質量管理體系認證、一級保密資質、裝備承製單位註冊證書等重要資質;共獲得國務院頒發的國家科學技術進步特等獎、國防科工委技術成果一等獎以及部(市)級以上各種獎項200餘項;現有從業人員一千五百餘人,其中科技人員佔比80%,高級職稱四百餘人,博士、碩士研究生600多人。目前已形成制導雷達、微波遙感載荷、綜合電子、測控通信四個核心專業;天線、微波、信號處理三個重點專業;以及機電結構、測試與控制、軟件和微電子封裝四個基礎專業。多年來,電子所立足改革開放最前沿的國際化都市,堅持首發必成的信念和大力協同的精神,不斷夯實核心能力,贏得了客戶的信賴,為航天事業的蓬勃發展做出了積極貢獻。

軍民融合

小編解釋:第一期的時候我們介紹了參與嫦娥四號任務的單位的一些研究進展和突破,有讀者反饋過於冗長,確實像這些研究單位成立時間長成果多,籠統介紹過於簡單,為突出重點,從本期開始我們主要講這些單位的軍民融合部分,也符合現在的熱點。小編個人對軍民融合的理解:軍民融合其實早很多年前就在部分央企單位,特別是大型軍工企業開始了,施行效果較好,所以會上升到國家戰略,並逐年加大廣度深度,全國一起參與。經常會有人說搞航天特別是嫦娥四號這類科學宇宙探索向的對我們生活有什麼用,除了提高民族自信心這些表面東西,似乎和普通人沒關係,實際的情況是再怎麼高精尖的探測器、衛星、火箭還是屬於人類的工業製造範疇,只不過技術要求比一般製造要高許多,在航天發展過程中,相關單位和企業逐步掌握了宇航級製造能力,向下的製造能力肯定行的,只不過以前主要是服務航天內部產業,現在軍民融合的一個方面就是讓這些成果大量面向大眾民用,這個過程已經在進行時了,所以我們不廢話了包括後期的文章介紹,只要看具體的進展和實例就行了,那麼804所有哪些軍民融合的產品呢?:

  • 高精度室內定位

包括監所、消防救援應急、醫療領域、工業4.0、運動領域、共享單車監控定位解決方案,解決方案意思是產品已經一步到位實用化,有需要可以直接聯繫他們研究所採用。

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監所定位解決方案

可以實現在押人員室內定位、實時軌跡顯示、軌跡回放及查詢、點檢執行簽到、非法聚集報警、電子圍欄等方便、高效、安全的監管功能。


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醫療領域定位解決方案

可以實現醫護人員實時定位與跟蹤(防暴、緊急呼叫、雙向通信)、訪客引導(通過手機等設備進行醫院在線導航、導醫導診)、患者安全(實時定位與跟蹤、一鍵緊急呼叫、雙向通信)。


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水上運動定位解決方案

可以實現游泳者佩戴領航高精度定位標籤、當游泳者在水下停留過長時間將觸發報警

、運動數據分析(擺動次數、擺動間隔時間等)。



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工業4.0 智慧工廠室內定位解決方案

可實現人員及資產設備室內精準定位、2D/3D位置地圖、實時軌跡顯示、軌跡回放及查詢、室內無人駕駛、視頻聯動及現場可視化、對講機集成定位、管控重點區域人數管制等功能


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消防救援應急定位方案

為了提高消防救援效率、降低人員傷亡和財產損失,我們將採用先進的應急定位技術結合實際場景,提供整體消防救援應急定位方案。


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共享單車監控定位解決方案

基於共享單車既有的藍牙模塊,通過在共享單車指定停放區域內部署JM-L01陣列天線定位器,應用陣列天線測向技術,實現對共享單車的高精度定位與監控需求,實現共享單車數量實時監測、規範共享單車亂停亂放問題。


  • 軍民兩用雷達產品
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機載SAR雷達

以輕小型、搜索範圍廣、性能優越為特色,具備海洋、陸地環境成像和對海艦船廣域搜索的功能,具有受天氣條件限制少,數據獲取效率高、監視範圍大等優點,能夠彌補現有航空監視監測手段受雲霧限制的不足,具有的應用前景。


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反無人機雷達

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功能嘛你懂的。

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