2023年項目公示信息

2023年項目公示信息1、項目名稱：超高靈敏度火星月球深空測控技術(shù)2、提名者及提名意見提名者：陜西省電子學(xué)會超高靈敏度火星月球深空測控技術(shù)是對深空探測器進(jìn)行測控的核心關(guān)鍵技術(shù)，具有大動態(tài)、高靈敏度、自適應(yīng)、高精度、高可靠等特點(diǎn)，本項目通過自主研究，使我國成為繼美國之后第二個全面驗證與應(yīng)用了該技術(shù)的國家。深空探測是指利用無人航天器，在等于或大于地月距離（約38萬公里）的宇宙空間進(jìn)行的探測活動。分為月球探測、行星探測和行星際探測。其中火星探測任務(wù)通信距離實(shí)際達(dá)到4億公里。在人類進(jìn)行深空的科學(xué)探測和開發(fā)利用過程中，測控通信是深空探測器與地球聯(lián)系的橋梁，深空測控通信技術(shù)也成為深空探測的關(guān)鍵技術(shù)之一，各國為開展深空探測建立了大量的地面測控站設(shè)施。為保障我國深空探測的順利進(jìn)行，西安分院深空測控技術(shù)團(tuán)隊開發(fā)了深空測控應(yīng)答機(jī)產(chǎn)品，經(jīng)歷多年持續(xù)攻關(guān)，突破了多項關(guān)鍵技術(shù)，包括1）超大動態(tài)高靈敏度深空弱信號捕獲跟蹤技術(shù)。2）超低信噪比深遠(yuǎn)空長距離再生偽碼測量技術(shù)。3）多速率自適應(yīng)再生成形調(diào)制技術(shù)。4）甚低碼率多檔自適應(yīng)識別及低損解調(diào)技術(shù)。5）大帶寬干涉測角DOR信號動態(tài)調(diào)制技術(shù)。6）深遠(yuǎn)空星地雙向相干精密測速技術(shù)。7）高抗振小型化超穩(wěn)頻率源技術(shù)。8）高集成度超低噪聲收發(fā)一體微波射頻鏈路技術(shù)等。從經(jīng)過國家高技術(shù)863-701專題課題星際高速傳輸關(guān)鍵技術(shù)研究、探月三期預(yù)研課題高靈敏度深空應(yīng)答機(jī)等項目，我國完成了超高靈敏度深空測控技術(shù)地面演示。經(jīng)嫦娥四號中繼，對超高靈敏度深空測控技術(shù)相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行在軌演示驗證。在我國首次火星探測任務(wù)天問一號，超高靈敏度深空測控技術(shù)相關(guān)技術(shù)正式工程應(yīng)用。實(shí)現(xiàn)了月球火星超遠(yuǎn)距離超高靈敏度測控技術(shù)的突破，圓滿完成了我國首個月球背面探測中繼測控任務(wù)、圓滿完成了我國首次火星軌道探測和表面探測任務(wù)。后續(xù)將在天問二號、火星采樣返回甚至太陽系邊際探測等工程項目進(jìn)一步應(yīng)用。同意提名該項目為2023年度陜西省科學(xué)技術(shù)獎一等獎。3、項目簡介超高靈敏度火星月球深空測控技術(shù)是對深空探測器進(jìn)行測控的核心關(guān)鍵技術(shù)，具有大動態(tài)、高靈敏度、自適應(yīng)、高精度、高可靠等特點(diǎn)。主要創(chuàng)新點(diǎn)如下：（1）載波多為動態(tài)精密補(bǔ)償和甚低碼率多檔自適應(yīng)低損解調(diào)方法，實(shí)現(xiàn)了大動態(tài)高靈敏度深空弱信號（-60dBm~-157dBm）捕獲、跟蹤和數(shù)據(jù)解調(diào)，解決了4億公里外在火星軌道和表面使用全向天線條件下的測控難題。（2）提出了可變帶寬精密跟蹤數(shù)字同步技術(shù)，實(shí)現(xiàn)超高靈敏度（優(yōu)于-148dBm）再生偽碼測距能力、大帶寬測角DRO信號生成和精密測速（優(yōu)于0.001mm/s），解決了深空超遠(yuǎn)距程測距、測角和測速難題，大幅拓展了測控作用距離。（3）提出了一種多速率自適應(yīng)再生成形調(diào)制方法，實(shí)現(xiàn)了多模式高效率調(diào)制和多檔速率自適應(yīng)傳輸（8bps～8192kbps），在行星際大跨度距離變化的過程中提高下行鏈路傳輸效率和通信可靠性。（4）提出了基于三維互聯(lián)的射頻收發(fā)一體化小型微波設(shè)計技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了低噪聲接收、高收發(fā)隔離、低相噪高抗振頻率源的小型化微波通道，滿足了弱信號接收對收發(fā)隔離和力學(xué)抗振環(huán)境的要求，解決了深空探測任務(wù)的小型化難題。4、客觀評價該項目技術(shù)復(fù)雜、難度大、創(chuàng)新性強(qiáng)，突破了多項關(guān)鍵技術(shù)，擁有自主知識產(chǎn)權(quán)，技術(shù)及產(chǎn)品研制自主可控，支撐了天問一號/祝融號火星探測、嫦娥四號月球中繼等重大任務(wù)的成功實(shí)施，整體技術(shù)水平達(dá)到國際先進(jìn)水平。項目成果具有廣闊的應(yīng)用前景和顯著的社會、經(jīng)濟(jì)效益。5、應(yīng)用情況本項目具備自主知識產(chǎn)權(quán)，全部實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化，提升了我國在高新技術(shù)領(lǐng)域的自主可控能力及國際競爭力。攻克多項關(guān)鍵技術(shù)，產(chǎn)生25項國家發(fā)明專利，發(fā)表論文14篇，航天行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)1項。為“鵲橋”嫦娥四號中繼衛(wèi)星為我國首次月球背面探測提供了深空中繼測控鏈路，“天平一號”在軌定標(biāo)衛(wèi)星為測控站提供在軌標(biāo)校服務(wù)，“天問一號”軌道器的環(huán)繞火星探測，“祝融號”火星巡視器的火星表面巡視探測等重大工程順利實(shí)施發(fā)揮了關(guān)鍵作用。相關(guān)成果還將繼續(xù)應(yīng)用于太陽系邊際深空探測、木星探測、探月四期工程、載人登月工程等，用于深空中繼測控通信以及深空對地超遠(yuǎn)程測控通信。6、主要知識產(chǎn)權(quán)和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范等目錄（限10條）序號知識產(chǎn)權(quán)類別知識產(chǎn)權(quán)具體名稱國家（地區(qū)）授權(quán)號授權(quán)日期證書編號權(quán)利人發(fā)明人1發(fā)明一種大動態(tài)范圍載波捕獲方法中國CN102739575B2015-8-19CN102739575B西安空間無線電技術(shù)研究所吉欣，任經(jīng)緯，翟盛華，秦玉峰，張宗攀，黃江川2發(fā)明一種自適應(yīng)調(diào)節(jié)參數(shù)的載波跟蹤裝置中國CN102801671B2015-7-8CN102801671B西安空間無線電技術(shù)研究所吉欣，任經(jīng)緯，翟盛華，秦玉峰，張宗攀3發(fā)明一種適用于混合擴(kuò)頻的載波跟蹤方法中國CN106230477B2018-10-9CN106230477B西安空間無線電技術(shù)研究所張宗攀，段鵬輝，楊立明，喬博，秦玉峰4發(fā)明一種星載S，X頻段鏈路可重構(gòu)的測控應(yīng)答機(jī)中國CN106253966B2018-11-23CN106253966B西安空間無線電技術(shù)研究所喬博、張宗攀、吉欣、秦玉峰、陳慶5發(fā)明一種星載測控接收機(jī)中國CN102801434B2014-8-27CN102801434B西安空間無線電技術(shù)研究所吉欣，張謹(jǐn)，任經(jīng)緯，張宗攀，朱舸6發(fā)明一種衛(wèi)星應(yīng)答機(jī)中國CN102752038A2014-10-8CN102752038A西安空間無線電技術(shù)研究所吉欣，張謹(jǐn)，翟盛華，朱舸，任經(jīng)緯，張廷新7發(fā)明一種新型高可靠性同軸微帶水平互聯(lián)結(jié)構(gòu)中國CN112054274B2022-4-12CN112054274B西安空間無線電技術(shù)研究所李斌、任鳳朝、陳國偉、梅征、石偉、劉江、徐輝8發(fā)明一種OCXO壓敏補(bǔ)償電路及OCXO頻率壓敏特性改善方法中國CN107809216B2021-9-3CN107809216B西安空間無線電技術(shù)研究所楊磊，秦玉浩，杜二旺，程冰，馮志富9發(fā)明一種基于單層微波介質(zhì)的超寬帶微帶垂直過渡中國CN107785640B2020-4-10CN107785640B西安空間無線電技術(shù)研究所李斌、陳钚、王國瑾、于長龍、姚欣、段西航10發(fā)明一種符號速率可變的低信噪比擴(kuò)頻信號捕獲方法中國CN111835381B2022-2-1CN111835381B西安空間無線電技術(shù)研究所韓小娟、楊克元、張宗攀、王健歡、石偉7、主要完成人情況姓名排名行政職務(wù)技術(shù)職稱工作單位完成單位對本項目貢獻(xiàn)吉欣1主任研究員西安空間無線電技術(shù)研究所西安空間無線電技術(shù)研究所系統(tǒng)設(shè)計、算法設(shè)計張謹(jǐn)2高工西安空間無線電技術(shù)研究所西安空間無線電技術(shù)研究所精密測速測角技術(shù)設(shè)計張宗攀3高工西安空間無線電技術(shù)研究所西安空間無線電技術(shù)研究所高靈敏度解調(diào)算法設(shè)計喬博4高工西安空間無線電技術(shù)研究所西安空間無線電技術(shù)研究所高集成度微波射頻鏈路設(shè)計楊瑜波5高工西安空間無線電技術(shù)研究所西安空間無線電技術(shù)研究所大動態(tài)捕獲算法設(shè)計李斌6主任高工西安空間無線電技術(shù)研究所西安空間無線電技術(shù)研究所高集成度微波射頻鏈路設(shè)計成琦7工程師西安空間無線電技術(shù)研究所西安空間無線電技術(shù)研究所再生偽碼測量算法設(shè)計聶少軍8高工西安空間無線電技術(shù)研究所西安空間無線電技術(shù)研究所多速率再生成形調(diào)制設(shè)計勾瀟薇9工程師西安空間無線電技術(shù)研究所西安空間無線電技術(shù)研究所高抗振超穩(wěn)頻率源技術(shù)設(shè)計馬婷10工程師西安空間無線電技術(shù)研究所西安空間無線電技術(shù)研究所高可靠數(shù)字電路設(shè)計孫重磊11高工西安空間無線電技術(shù)研究所西安空間無線電技術(shù)研究所多速率再生成形調(diào)制設(shè)計韓小娟12工程師西安空間無線電技術(shù)研究所西安空間無線電技術(shù)研究所自適應(yīng)識別及解調(diào)算法設(shè)計呂晶晶13高工西安空間無線電技術(shù)研究所西安空間無線電技術(shù)研究所自適應(yīng)識別及解調(diào)算法設(shè)計王健歡14工程師西安空間無線電技術(shù)研究所西安空間無線電技術(shù)研究所捕獲跟蹤與解調(diào)算法設(shè)計楊磊15高工西安空間無線電技術(shù)研究所西安空間無線電技術(shù)研究所高抗振超穩(wěn)頻率源技術(shù)設(shè)計8、主要完成單位及創(chuàng)新推廣貢獻(xiàn)西安空間無線電技術(shù)研究所獨(dú)立完成了本項目的方案論證、技術(shù)創(chuàng)新思路的提出與落實(shí)、關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)和驗證產(chǎn)品研制。負(fù)責(zé)了星載正樣產(chǎn)品的設(shè)計、生產(chǎn)、調(diào)試測試、研制交付、型號任務(wù)保障等工作。積極將成果推廣應(yīng)用于“鵲橋號”月球中繼衛(wèi)星、“天平一號”測控標(biāo)校衛(wèi)星、“天問一號”火星探測器環(huán)繞器、“祝融號”火星探測器巡視器等型號。還將繼續(xù)推廣應(yīng)用于太陽系邊際深空探測、木星探測、探月四期工程、載人登月工程等，用于深空中繼測控通信以及深空對地超遠(yuǎn)程測控通信。研制過程不僅形成了多項國家發(fā)明專利、技術(shù)專著和技術(shù)論文等自主知識產(chǎn)權(quán)成果，也創(chuàng)造了巨大的政治、經(jīng)濟(jì)和社會效益。9、完成人合作關(guān)系說明本成果各完成人均來自線空間無線電技術(shù)研究所。項目第一完成人、項目第二完成人與項目第三完成人合作完成了多項型號任務(wù)和研究課題。在深空測控系統(tǒng)設(shè)計、設(shè)備整機(jī)設(shè)計、接收解調(diào)軟件設(shè)計等方面開展了合作，其中項目第一完成人作為深空測控技術(shù)負(fù)責(zé)人，對深空測控相關(guān)的系統(tǒng)、硬件和軟件實(shí)現(xiàn)方案進(jìn)行設(shè)計和把關(guān)。項目第二完成人負(fù)責(zé)深空測控設(shè)備整機(jī)設(shè)計，項目第三完成人負(fù)責(zé)深空接收解調(diào)軟件設(shè)計。三人共同申報多項國家發(fā)明專利。項目第一完成人、項目第四完成人和項目第八完成人在月球中繼測控整機(jī)高集成度實(shí)現(xiàn)方案、微波線性模擬調(diào)相等方面開展了合作，共同申報了多項國家發(fā)明專利。項目第二完成人、項目第六完成人、項目第九完成人和項目第十五完成人在深空探測高靈敏度大動態(tài)微波收發(fā)通道、高集成度超低噪聲收發(fā)一體微波射頻鏈路技術(shù)、高抗振超穩(wěn)頻率源設(shè)計等方面開展了合作。項目第二完成人對微波收發(fā)通道整體實(shí)現(xiàn)方案進(jìn)行設(shè)計和把控，項目第六完成人采用收發(fā)一體微波射頻鏈技術(shù)完成了微波收發(fā)通道研制，項目第九完成人和項目第十五完成人負(fù)責(zé)通道所用的超穩(wěn)頻率源部分的設(shè)計和實(shí)現(xiàn)。項目第一完成人、項目第三完成人、項目第十一完成人和項目第七完成人在深空再生偽碼測量方面開展了合作。項目第一完成人和項目第三完成人首先在研發(fā)課題中實(shí)現(xiàn)了深空再生偽碼測量。項目第十一完成人將其應(yīng)用于月球中繼測控，實(shí)現(xiàn)了首次在軌演示驗證。項目第七完成人在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了性能優(yōu)化和改進(jìn)，使其滿足更高靈敏度、更遠(yuǎn)距離的測量需求。項目第一完成人、項目第二完成人和項目第十完成人在深空高可靠數(shù)字電路設(shè)計方面開展了合作。項目第一完成人和項目第二完成人提出了深空高可靠數(shù)字電路的應(yīng)用需求和設(shè)計要求，項目第十完成人開展了高可靠數(shù)字電路的詳細(xì)設(shè)計，并負(fù)責(zé)電路板的生產(chǎn)和調(diào)試。項目第三完成人、項目第十二完成人和項目第十三完成人在深空自適應(yīng)識別與解調(diào)算法設(shè)計等方