一、新时代北斗精神引领,开拓创新
中国北斗卫星导航系统,从1994年立项到2000年建成北斗一号系统,从2012年开始正式提供区域服务到2020年服务全球……26年间,中国北斗人始终秉承航天报国、科技强国的使命情怀,探索出一条从无到有、从有到优、从有源到无源、从区域到全球的中国特色发展道路,从而使我国成为继美国、俄罗斯之后世界上第三个拥有自主全球卫星导航系统的国家。今天,独立的卫星导航系统,已成为我国政治、经济发展的重要象征。
2021年国家部署推进实施“十四五”规划《纲要》确定的北斗产业化等重大工程项目,北斗系统将深入助力交通运输、信息产业等多行业领域。湖南省在“十四五”规划中提出实施“三高四新”战略,同时也在其信息化发展规划中明确了以北斗助力经济社会数字化、网络化、智能化发展。北斗系统已成为地方经济和社会发展的重要时空基石。
十大网投靠谱网站导航应用技术研发团队以“自主创新、开放融合、万众一心、追求卓越”的新时代精神为引领,多年来致力于北斗导航应用技术科研攻关,践行高校服务地方经济的责任。
二、核心器件自主可控,势在必行
随着军民深度融合以及国内智能技术不断成熟,以无人机为代表的无人系统呈现迅猛发展的态势。特别是国务院颁布的《新一代人工智能发展规划》,提出研究无人机自主控制和汽车、船舶、轨道交通自动驾驶等智能技术,服务机器人、空间机器人、海洋机器人、极地机器人技术,无人车间/智能工厂智能技术,高端智能控制技术和自主无人操作系统,更是为无人系统产业发展打入一针强心剂。在产业化应用上,已经有成千上万的智能无人系统在提供服务,而且使用民用航拍飞行器的业余爱好者也逐渐增多。除了广泛应用的航拍无人机这类飞行翼系统,还有一类是旋转无人系统,以智能弹药和火箭平台为代表。由于高速飞行器在飞行过程中,其所受的重力与空气摩擦力会产生力矩,从而改变其姿态,这些力很容易就能使其在空中失去稳定姿态,从而“翻跟头”失去控制。因此,飞行器需要通过旋转的方式,维持一个较大的角动量,使得重力和阻力等很难改变旋转方向,从而加强飞行过程的稳定性。
在传统解决方案中,为了获取定位、测速、测姿等信息,飞行器需要集成卫星导航、惯性导航、地磁导航等多种传感器,存在负载大、复杂度高、可靠性低、成本高、功耗高等问题。十大网投靠谱网站北斗团队针对自主无人系统智能导航与测姿关键技术进行研究,同时瞄准产业化应用需求,研制搭载此技术的核心传感器芯片。利用导航卫星信号,结合旋转无人平台的应用背景,设计导航定位、速度测量及旋转姿态测量的一体化智能算法,只用单一传感器芯片替换传统多传感器方案,为自主无人系统的智能控制提供可靠信息输入。该技术方案在国内鲜有深入研究,而早在10年前国外已有相关专利描述了方案可行性。目前国内技术在一定程度上落后于美国等国家的水平。北斗团队为实现“定位测姿一体化”技术的自主可控,长期奋斗在科研一线。
三、长大北斗芯研制,瞄准“卡脖子”问题
北斗导航应用技术研发团队现有成员10人,其中教授2人,副教授4人,团队核心成员全部具有博士学位。研发团队源自北斗卫星导航系统建设主力,以多名中青年教师为核心,曾获得省部级科技进步一等奖1项,二等奖2项,三等奖1项。团队成员从事北斗卫星导航研发工作超过15年,通过多年科研项目的历练,积累并掌握了卫星导航的核心关键技术,在卫星导航基带芯片技术、抗干扰技术、高精度测量、芯片化技术等方面处于领先地位,已研发了多款导航模块、终端和GNSS系统集成解决方案。团队成员多年从事导航相关研究,累计公开发表高质量论文超过30篇,授权发明专利超过20项。现于理工楼B区建设有专用研发中心,总面积达600㎡,该研究中心拥有专用仪器设备,总价值超过400万。
GNSS高精度导航测姿一体化专用芯片。项目团队使用自研北斗三号接收机原型为载体,以民用频点导航信号完成相关指标的研制攻关。设计或突破用于滚转姿态智能获取的小型化北斗天线、基于北斗卫星信号的滚转信息提取技术、高转速非连续接收条件下北斗基带处理技术、北斗定位/滚转姿态测量集成设计技术、用于高自旋/高过载条件下卫星导航的硬件设计、高速旋转无人平台侧向天线测速技术、自主无人平台的地面验证测试技术等关键技术,研制通过模块天线、某型改装弹仓、地面滚转姿态测量测试平台等实物,通过有线模拟源试验、无线暗室环境试验、地面转台试验、飞行模拟试验等测试验证。最终研制完成自主知识产权的导航测姿一体化芯片,并在合作企业中进行产业化应用。该产品前期已与湖南北云科技有限公司、湖南卫导信息科技有限公司合作,早器版本产品已产生经济价值超过1000万。现阶段已完成最新原理样机研制。
图1 GNSS导航测姿一体化原型样机
四、为实施“三高四新”贡献长大力量
团队积极开展产学研合作,与航天科技集团、航天科工集团、兵器工业集团等单位有技术研发和项目合作。团队与相关上市公司和行业龙头企业,如南京六九零二科技有限公司、湖南北云科技有限公司、湖南卫导科技有限公司等,达成横向课题合作多项。承担各类科研项目超过20项,累计科研经费超过1000万,已交付科研成果在企业产生经济效益超过1200万,为省市北斗产业贡献长大力量。
五、产学协同培育优质北斗人才
北斗团队详细分析了北斗规模化应用趋势,研究长沙市新型产业集群发展规划,调研多家本地北斗企业对多样化专业技术人才的需求,邀请校政企多方专家成立专业建设指导委员会反复研讨、迭代调整,拟定的培养方案涵盖北斗系统全貌及其相关综合电子信息技术,确保专业知识结构完整性,以“北斗+”产业应用型工程师岗位的复合型需求突出技术先进性,基于OBE教育理念培养有使命担当、在电子与通信领域具备较强工程实践能力的应用型人才。
构建“一核心、二主线、三融合、四支撑”工程教育实践培养模式,结合“北斗+”产业链、创新链以及信息技术链构建专业的特色课程体系、新增行业应用模块等教学内容;构建“分层递进、职业适应”的可持续发展能力提升途径,提高学生就业竞争力。发挥省会优势,引进多名国防科大北斗团队军转人才,打造科研能力强、产业结合紧的教学团队,用高水平的科研服务显著提升长沙北斗企业的竞争力,形成长效合作利益机制,促进校企协同育人深化。近年,毕业生供需比约1:3,就业率超97%,其中超60%在长沙市北斗相关企业就业,平均薪资近7000元/月,居省内同类高校前列,毕业生工程能力获得上市公司景嘉微电子等行业标杆企业认可。