中国首个海外陆地卫星接收站北极站投入试运行

来源:http://www.roro2.com 作者:必威betway 人气:150 发布时间:2019-11-05
摘要:连续工作了45天,王涛惊喜地见到了北极光。光晕层层叠叠,星群熠熠生辉,头顶苍穹似布满耀眼光斑的斗篷,劈头盖脸地罩将下来。他回过头,身后落成不久的卫星地面站塔架挺胸昂

连续工作了45天,王涛惊喜地见到了北极光。光晕层层叠叠,星群熠熠生辉,头顶苍穹似布满耀眼光斑的斗篷,劈头盖脸地罩将下来。他回过头,身后落成不久的卫星地面站塔架挺胸昂首,伫立在星河璀璨的天地之间。

[video:20161215中国遥感卫星地面站北极站建成]

  记者从中国科学院获悉,历经两年建设,中国遥感卫星地面站北极接收站(简称北极站)于北京时间15日在瑞典基律纳投入试运行。北极站是我国第一个海外陆地卫星接收站,具有全天候、全天时、多种分辨率卫星的接收能力,它的落成运行极大提高了我国全球数据的接收获取能力。

基律纳,北极圈内的瑞典北部城市,一个以铁矿和冰雪著称的旅游胜地。2016年底,中国遥感卫星地面站北极接收站在这里的航天中心通过验收,并投入试运行。

这是位于北极圈以北145公里处的瑞典小城基律纳。2016年12月15日,由国家高分重大专项支持,中国航天科技集团公司五院航天恒星承建的民用高分北极接收站在这里通过验收并转入试运行。该站也是我国第一个海外陆地观测卫星接收站。

12月15日,由国家高分重大专项支持、中国科学院遥感与数字地球研究所承担建设和运行任务的中国遥感卫星地面站北极接收站在瑞典基律纳通过现场验收,投入试运行。

必威betway 1北极站全景(中科院遥感地球所 图,下同)

北极站位于北纬67°53’、东经21°04’,北极圈以北约200公里处,是中国第一个在海外建设的陆地卫星接收站。第一次看到沉浸在极光中的北极站照片的人,都会感叹它的美丽。然而,只有亲历过建设过程的人,才知道这枚指向天空的天线,凝聚了多少人的智慧和汗水。

奔赴北极圈

高分重大专项工程中心副主任汤燕、遥感地球所副所长刘建波、瑞典空间公司卫星运营部总裁Leif Osterbo、航天恒星技术有限公司代表刘焱参加了北极接收站落成仪式。

  据中国科学院介绍,北极站位于瑞典基律纳航天中心,站址经纬度北纬67°53’、东经21°04’,位于北极圈以北约200公里处,由国家高分重大专项支持,中国科学院遥感与数字地球研究所承担建设和运行任务。目前中国共有五个遥感卫星地面站。除瑞典北极站外,其余四个均设在国内,分别为密云站、喀什站、三亚站和昆明站。四个国内站具有覆盖我国全部领土和亚洲70%陆地区域的卫星数据实时接收能力。

2016年11月21日至12月4日,中科院遥感与数字地球研究所遥感卫星地面站北极接收站数据接收系统主任设计师韦宏卫和北极接收站数据接收系统主管设计师林波涛、北极接收站数据记录系统主管设计师万广通等人来到这里,执行北极站试运行前的分系统测试任务。

2016年7月21日,一艘装载着4个大型集装箱的货船从青岛港起锚,伴着呜咽的汽笛声向南驶去。随后45天时间里,它途经马六甲海峡,穿越苏伊士运河,横跨地中海,进入大西洋,最终停靠在瑞典北海沿岸。

中国驻瑞典大使陈育明发来贺信,对北极站正式落成表示祝贺,指出北极站为中瑞双方的长远合作打下坚实的基础。他预祝双方不断深化的航天领域合作进一步推动两国的经济社会进步和双边关系发展,并为人类和平利用外空做出新的重要贡献。

必威betway 2 四个国内地面接收站接收覆盖圈

北极站不具备住宿条件,大家住在基律纳航天中心下设的旅馆,距离北极站有几公里山路。这让大家暗自庆幸,因为中心冬季业务繁忙,往年旅馆基本是爆满。如果住在基律纳市内,去站里单程就40多公里。

这是赴北极建设卫星地面站的第一支“队伍”,船上装着建站所需设备。早在2016年5月,这批设备已经在陕西省顺利完成模拟测试,在确保无误后,它们被运往北极执行任务。

北极站是我国第一个海外陆地卫星接收站,历经两年建设完成,位于瑞典基律纳航天中心,站址经纬度为北纬67°53’、东经21°04’,位于北极圈以北约200公里处。

  中国科学院遥感与数字地球研究所副所长刘建波研究员说,北极站能大大增加卫星拍摄数据的下传时效。极轨卫星南北向绕地球运转,每轨都会飞越极地上空。因此对于同一颗卫星而言,北极站每天的数据接收量是国内站的2倍以上。

40公里听来不远,但在北极圈里,就是另一回事了。大雪天时,鹅毛大雪会顷刻盖满车窗,道路全部被覆盖,常常找不到行进方向。而基律纳自10月开始就会慢慢进入极夜,11月底,每天上午9点天亮,下午2点天黑。天一黑,视线更加模糊,雪天摸黑行车每天往返至少需要2~3小时。

“在进行测试时,我们尽可能模拟实际环境,可以说除了地理位置和网络环境与北极不同,其他方面都达到了高度统一。”王涛说。在航天恒星承担的这项民用高分北极接收站建设任务中,他是项目负责人。

北极站具有特殊的地理优势。由于极轨卫星南北向绕地球运转,卫星每轨都会飞越极地上空,北极站可以大大增加卫星拍摄数据的下传时效,可有效提高我国对全球遥感数据的快速获取能力,这对自然灾害等需要快速响应的应用具有重大意义。

  对于全球数据获取,国内站获取某一区域数据的最长时间间隔可达7个小时以上,而北极站获取同样区域数据的最长时间间隔不会超过3.5个小时,全球任意地区数据的平均获取时间不超过2小时,数据获取时效性可以提升1倍以上。这对自然灾害等需要快速响应的应用具有重大意义。

北极站属于无人值守站,除了天线系统,只有一个44平米的机房。机房是封闭式的方舱,里面摆了7个设备机柜、2个空调、2个文件柜、1个配电柜、1个UPS控制柜、1组大功率电池组以及其他物件若干,一屋子装得满满当当。

在出色完成国内昆明卫星地面站建设任务后,航天恒星赢得了客户信任,承接了北极站的建设工作。北极站项目分为两期,经过紧张的战斗攻关,去年6月29日,整套系统顺利完成国内现场验收,这意味着在国内的先期准备工作已经完结。

北极站天线系统拥有S/X/Ka三频段数据接收能力,数据接收码速率为2×800Mbps和4×1.5Gbps,达到世界领先水平。北极站是我国三频段天线的第一次工程化应用,具有全天候、全天时、多种分辨率卫星的接收能力,同时兼容后续卫星Ka频段接收需求。北极站建设突破了一大批关键技术,包括大型三轴天线结构系统轻型化、模块化、抗低温、易拆装设计、无人值守和远程故障诊断及维护等。通过北极站建设,我国接收站相关工程技术达到国际先进水平。

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这里也是测试人员的工作地点。

2016年10月16日,王涛和另外两名同事抵达瑞典基律纳。接下来的两个多月,他们要完成系统恢复与测试。

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必威betway 5 朝霞中的北极站

“窄小倒没关系,主要是噪音大,最高时可达110分贝,相当于飞机起飞时螺旋桨的声音。”韦宏卫说,“我们还不能戴耳罩,因为我们得说话,得讨论问题。不过慢慢也习惯了,毕竟我们待的时间短,而建设方一待就是两个月。”

在极寒环境下作业

北极站落成仪式现场

  北极站多项技术性能取得了重大突破,达到世界领先水平。例如,北极站天线系统拥有S/X/Ka三频段数据接收能力,这是我国三频段天线的第一次工程化应用,同时它也是我国第一套具备Ka频段极轨卫星数据接收能力的接收系统;北极站天线系统数据最高支持的接收码速率为4×1.5Gbps(Ka频段),达到世界领先水平,这一参数意味着,北极站天线系统对未来卫星数据接收的支持能力是以前系统的5倍。

北极站是在海外建站,凡是来这里的,每个人都带着一堆“硬任务”。这要求每个人不仅能独当一面,还得当多面手。而韦宏卫等人的主要任务是试运行前最后一次系统测试,几个人丝毫不敢有一点松懈。

北极站地处寒冷的极地,三面临海、寒风凛冽。如何在极寒环境中正常作业,是一个棘手问题。

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  此外,为了应对地域条件、气候条件、工作条件等挑战,北极站在工程建设方面突破了一大批关键技术,包括大型三轴天线结构系统轻型化、模块化、抗低温、易拆装设计、无人值守和远程故障诊断及维护等。通过北极站建设,我国接收站相关工程技术达到国际先进水平。

“这么大的一个系统工程,这样的工作环境,总有百密一疏时。”韦宏卫坦言,“这种情况下,一是提前做好预案,二是竭尽所能想办法,第三就是见机行事、见招拆招。大家既是系统测试人员,也是软硬件工程师,偶尔客串电装工人、焊接工、扫雪工,当然还少不了要当司机、厨师。”

王涛记得,有一次要在屋顶加固GPS接收天线,他们需要裸手操作,把螺丝钉一个一个拧紧。“当天室外温度低至-30℃,手指在空气中暴露两分钟就能冻到失去知觉。队员急中生智,找了个瓶子装满热水,手冷了就马上抱着瓶子取暖,热乎点就继续干。”

中国遥感卫星地面站密云站、喀什站、三亚站、昆明站和北极站接收覆盖圈

必威betway 7 极光下的北极站

有一次,天线中心体内的设备出了点故障,需要爬进10余米高的天线中心体内进行检修。当时刚下完大雪,室外温度零下20℃,落在中心体舱门上的积雪融化后又结了冰。

每年9月下旬开始,随着太阳直射纬度的南移,这里的日照时长逐渐缩短,并最终进入极夜状态。王涛和同事们的工作时间正好处于这个阶段。“一天只有四五个小时算‘白天’,在室外作业时常要依靠路灯车来照明。但工期很紧张,我们只能是‘没日没夜’地干。”王涛笑着说。

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  本次,高分重大专项工程中心副主任汤燕、遥感地球所副所长刘建波、瑞典空间公司卫星运营部总裁Leif Osterbo、航天恒星技术有限公司代表刘焱参加了北极接收站落成仪式。

当工作人员爬上中心体时,发现舱门被冻住打不开,凿了20分钟冰未果。为了不耽误工程进度,工作人员又带着加热器爬了上去,捧着加热器蹲在门外烤了2个小时冰,才成功将舱门打开,实施检修工作。

伴随极夜而来的,是连日不断的大雪。大雪封了上山的路,他们只能小心翼翼地在雪中开。上山途经一个角度颇大的弯道,有几次他们驾车径直扎到了雪堆里。

国旗辉映下的北极站

  此外,中国驻瑞典大使陈育明也发来贺信,对北极站正式落成表示祝贺,指出北极站为中瑞双方的长远合作打下坚实的基础。他预祝双方不断深化的航天领域合作进一步推动两国的经济社会进步和双边关系发展,并为人类和平利用外空做出新的重要贡献。

“那天我们折腾了一天,就干了这一件事。”韦宏卫说,“苦肯定是苦,但是能见证这么一个大的工程在海外建成,我们又感到特别骄傲。”

除了严酷的气候,日常饮食也是一大难题。当地人喜欢吃冷食,喜欢半生的牛肉,他们吃不惯,就靠泡面充饥。

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必威betway 10 中国遥感卫星地面站各站接收覆盖圈

几天后,韦宏卫等人的辛苦有了回报。历经两年建设完成,具有全天候、全天时、多种分辨率卫星接收能力的北极站,将进一步拓展中国对全球遥感数据的接收获取能力,帮助中国向遥感强国的梦想再迈出一大步。

传回零误码率数据

极光下的北极站

  此前建成的地面卫星接收站均承担了对高分三号、高分四号等遥感卫星数据进行接收的工作。北极站建成后,也将为“高分系列”遥感卫星的使用提供更好地支持。

(原载于《中国科学报》 2017-01-12 第1版 要闻)

瑞典与北京时差7个小时。但到达基律纳后,王涛和同事婉拒了休整一天的建议,一头扎进工作。第一场硬仗就是在严寒中对16箱116台套设备进行拆箱上架。

设备上架后,接下来的重头任务就是室外设备的安装以及全系统设备的加电。为此,他们必须克服恐高以及扶梯结冰的困难,爬到距离地面十几米的高度作业。为了完成510根线缆的穿接与绑扎工作,他们在局促的操作空间里,尝试了“深蹲”“伏趴”等多种高难度动作。一次,他们在室外高耸的塔架上作业,厚厚的积雪把设备包裹得严严实实,他们一边清扫一边干活,平日一个小时的任务量,这次整整半天才完成。

经过多天奋战,民用高分北极接收站成功屹立在北极大地。作为我国第一个海外陆地观测卫星接收站,北极站实现了多项技术突破,包括扩展了卫星接收弧段,实现了远程无人值守操作,首次支持Ka/X/S三频段和首次支持4×1.5Gbps高码速率数据接收等。

必威betway,2016年12月15日深夜,王涛和同事们久久未能入眠。早些时候,他们把北极站第一次执行全自动流程收到的第一轨数据传到国内,此刻,他们略带焦灼地等待着反馈结果。

夜里两点,他们收到了信息:零误码率,数据质量非常好。那一刻,他们兴奋地跳了起来。 来源:航天科技网站

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