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我国首次将星载铷钟应用于海洋二号卫星

2017-08-22 | 编辑:中机教育网 | 来源:中国工业报记者 | 浏览量:

     近日,航天科工二院203所(简称203所)自主研制的雷达高度计铷钟鉴定件通过了验收,铷钟性能指标均满足总体指标要求,并交付空间中心。这也是我国海洋二号卫星第一次采用铷原子钟。

    据了解,海洋二号卫星A星,过去是采用GPS锁定晶振方式,实时校准晶振的准确度,以实现测量数据的准确性,晶振一旦失去GPS信号,或者测量期间信号中断,卫星系统的测量结果的准确性将大打折扣。

    该所有关负责人告诉记者,海洋二号卫星是海洋动力环境卫星,主要用于探测海面风场、温度场等,以获取全球海洋风矢量场合表面风应力,海洋二号是我国第一颗海洋动力环境观测卫星。具有全球观测能力,并且不受天气影响的微波观测功能。使我国海洋卫星首次以厘米级定轨的精度,全天是全天候获取宝贵的海洋动力环境数据,极大地提升我国海洋监管、海权维护和海洋科研的能力。也标志着我国海洋卫星相纸系列化和业务化的方向迈出了一大步。

    海洋卫星的铷原子钟技术设计延续了北斗铷原子钟的设计,北斗卫星是成熟产品,这样可以降低新研产品的质量风险。海洋二号雷达高度计铷钟单元相较于北斗组网高精度铷钟,在铷钟相噪和杂散指标上具有很大的提高。首先是载波输出频率频点不一样。其次是卫星系统对载波信号的相位噪声指标、杂散指标的要求非常高,以便有能力获取测量海平面的精确数据。过去采用晶振,在同一区域测量海平面的年均高度误差不超过几个厘米,而采用铷钟后,年均高度误差理论上可以精确到了毫米级,提高了一个数量级以上。再其次,由于原子钟漂移率很低,卫星整个寿命周期不用校准,铷原子钟自己维持,每时每刻都能获得准确数据。

    针对以上技术特点,203所重新更改了关键电路的设计,采用低相噪、低杂散的恒温晶振做后级输出电路。另外,铷钟是比较复杂的功能组合体,产品内部信号从几百赫兹到几个G赫兹都存在,电磁信号干扰、串扰形式很复杂。针对此问题,产品进行电磁屏蔽结构二次重新设计,针对核心电路、受干扰敏感电路进行二次屏蔽和二次滤波。此外,内部还采用了多处抗干扰、屏蔽性能好的高频电缆,以实现产品的高指标要求。

    据悉,后续海洋卫星B星将采用铷钟,海洋卫星C星也将采用铷钟。203所同时还完成了海洋二号星载辐射计定标工作,星载微波辐射计以其对云层、雨区、植被和地面浅层有良好的透射性,遥感不受昼夜限制,具有可见光和红外不具备的优点,确保了大气参数、地表参数、海洋动力环境参数的全球、全天候、全天时遥感数据的准确性。

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