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    2018年國家科學技術進步獎項目提名公示內容
    發布人:馬新樂 日期:2017-12-25 】【打印 關閉

    2018年國家科學技術進步獎項目提名

    公示內容

     

    一、項目名稱:新型衛星天線跟蹤指向技術及應用

    二、提名單位意見:

    該項目針對移動衛星通信天線跟蹤系統規?;瘧秘酱鉀Q的自動尋星困難、控制精度低、成本高等關鍵技術,項目團隊經研究突破了動中通天線自動尋星技術、低成本慣性測姿技術、動中通天線穩定跟蹤技術、嵌入式導航伺服控制一體化軟件設計等關鍵技術,實現了一種低成本下高精度穩定控制的解決方案,并在車載船載衛星通信系統應用方面取得了多項原創性成果。首次研發出衛星通信系統在復雜運動條件下的精確指向技術方案,發明了一種基于陀螺、組合導航系統、衛星信標三級反饋的穩定跟蹤技術,并形成嵌入式軟件。發明了一種基于衛星信標識別的動中通天線初始化算法,解決了低成本慣導系統初始尋北難題。在國內首次將消費級的低精度MEMS慣性器件應用于高精度動態航姿測量及控制領域,并結合通信衛星信標測量修正,實現了優于0.2°的控制精度。項目產品不僅在我國應急通信網絡建設方面發揮巨大效應,應用于武警、邊防、森林、公安等諸多行業,同時開展海上漁船通信、民用機載等行業推廣應用。項目立項至今,公司通過該項目研發的動中通及便攜站系列產品累計創造直接經濟效益達28130萬元。成果獲授權專利6項,其中發明專利2項,計算機軟件著作權8項,論文5項。項目科技成果獲:“2017年北京市科學技術獎二等獎”,獲“2017年衛星導航定位科學技術獎特等獎”等省部級榮譽稱號。

        對照國家科技進步獎授獎條件,提名該項目申報2018年國家科技進步獎二等獎。

    三、項目簡介(不超過1200字):

    動中通是“移動中的衛星地面站通信系統”的簡稱。通過動中通系統,可滿足各種軍民應急通信和移動條件下的多媒體通信需求,是通信領域一次重大突破。天線自動跟蹤技術是移動衛星通信技術的兩個分支之一,是動中通核心技術。但自動尋星困難、控制精度低、成本高等問題一直影響其規?;瘧?。項目團隊經潛心研究,突破了動中通天線自動尋星技術、低成本慣性測姿技術、動中通天線穩定跟蹤技術、嵌入式導航伺服控制一體化軟件設計等關鍵技術,實現了一種低成本下高精度穩定控制的解決方案,并在車載船載衛星通信系統應用方面取得了多項原創性成果,奠定了我國在國際上的優勢地位。所突破的關鍵技術包括:

       (1)率先提出一種陀螺、組合導航系統、衛星信號三級反饋的穩定跟蹤技術,實現了衛星通信系統在復雜運動條件下的精確指向。本項目的伺服控制系統的設計中采用了陀螺、組合導航系統、衛星信號三級反饋的穩定跟蹤技術,動中通的動態跟蹤精度可達到0.15°,優于國內外同類其他產品。

       (2)首次提出一種移動衛星通信天線的初始化方法,該方法利用天線0°-360°掃描來尋找衛星,再通過完整坐標轉換加迭代遞進算法來估計低精度車載慣導系統的初始航向角。本方法具有較好的環境適應性,可適用于載體在任意姿態角下的初始尋星過程,初始化結束后,利用尋星輔助信息推算得到的慣導系統初始航向精度可達到0.1°以上,確保天線在初始化結束后可以精確地跟蹤衛星。

       (3)首次在國內將消費級的低成本、低精度MEMS慣性器件應用于高精度動態航姿測量及控制領域,并結合通信衛星信標測量修正,實現優于0.2°的控制精度。

     (4)本項目創新性采用北斗/慣性組合導航和伺服穩定跟蹤一體化設計方法,提高系統集成度和控制精度。使用單CPU實現導航算法與控制算法的一體化運行,減少了導航系統與控制系統之間數據交互的延遲,大大提升了控制系統帶寬,解決了高動態環境跟蹤精度難以提高的難題。

       成果獲授權專利6件,其中發明專利2件,計算機軟件著作權授權8項,發表論文5篇(其中SCI收錄1篇,EI收錄1篇),直接經濟效益約28000萬元,在2014年某部動中通天線全國公開招標比測中,雙頻段車載動中通天線以動態啟動時間<70s,動態跟蹤失鎖率0%的卓越性能創造了動中通行業動態性能新標桿。公司形成了覆蓋車、船、人等多載體,覆蓋Ku/Ka等多頻段,拋物面/平板等多種天線形式的產品體系,打造了國內同行業中規模最大的生產基地。產品不僅在我國武警、邊防、森林、公安等諸多行業應急通信網絡建設方面發揮巨大效應,同時在海上漁船通信、民用機載等行業開展推廣應用,潛力巨大。通過該成果的不斷轉化,帶動天線面設計加工與制造、碳纖維材料設計與生產、高功率放大器及相關微波器件設計與生產、衛星通信系統集成與服務等上下游產業鏈的發展,促進相關產業的結構調整和深度交叉融合,為推動高精度北斗導航系統的產業化應用創造一條新的途徑。

    四、客觀評價:

    1.科技成果評價:專家鑒定會得出科技成果系出國內外首創結論

     2017年7月6日,通過中國衛星導航定位協會組織的“基于慣性-北斗組合的衛星天線跟蹤指向技術及應用”科技成果鑒定會,以衛星導航通信領域專家曹沖教授為主的項目組對本項目的研制背景、主要技術指標、產品技術途徑、核心技術、創新點和應用推廣等進行科技成果鑒定。鑒定委員會經過討論、質疑,最終得出鑒定結論:項目突破了動中通天線自動尋星技術、低成本慣性測姿技術、動中通天線穩定跟蹤技術、嵌入式導航伺服控制一體化軟件設計等關鍵技術,實現了一種低成本下高精度姿態穩定控制的解決方案,并成功應用于車載船載衛星通信系統中。專家鑒定委員會一致認為:該技術成果系國內外首創,技術水平屬國內領先,項目緊密結合市場需求,已成功應用,并取得了顯著的經濟社會效益。

    2.檢測結論

        本項目相關的產品T65車載低輪廓動中天線、S80K船載動中通天線及S100船載動中通衛星天線等系列產品均通過國家計量器具產品質量監督檢驗中心、國家電子計算機質量監督檢驗中心、中國電子科技集團公司第38研究所計量測試中心等國家授權的權威檢測中心檢測,試驗結果表明送試樣品,符合檢測依據標準中的全部符合評定要求。

    3.曾獲科技獎勵情況

    基于本項目的研發推廣,本項目科技成果獲:“2017年北京市科學技術獎二等獎”,獲“2017年衛星導航定位科學技術獎特等獎”等省部級榮譽稱號。

    4.知識產權情況等

     基于本項目的研發,截止至2017年共獲得授權專利6項,其中發明專利2項,新申請已被受理發明專利8項;獲得授權計算機軟件著作權8項,新申請2項;已發表論文5篇,其中SCI、EI收錄各1篇。

    五、推廣應用情況:

    針對國內推動高精度北斗導航系統的產業化應用問題,經過團隊4年多的潛心研發,取得系列創新成果,直接經濟效益約28000萬元,該產能目前是國內同行業中規模最大的生產基地。公司形成了覆蓋車、船、人等多載體,覆蓋Ku/Ka等多頻段,拋物面/平板等多種天線形式的產品體系,產品不僅在我國武警、邊防、森林、公安等諸多行業應急通信網絡建設方面發揮巨大效應,同時在海上漁船通信、民用機載等行業開展推廣應用,潛力巨大。項目產品緊密結合市場需求,取得了顯著的社會經濟效益。

     

    主要應用單位情況(不超過15個)

    序號

    應用單位名稱

    應用技術

    應用起止時間

    應用單位

    聯系人及電話

    應用情況

    1

     

    海軍司令部軍訓部

    動中通天線穩定跟蹤技術;動中通天線初始化尋星技術

     

     

    2013年~至今

    采購部

    為海軍搭建穩定可靠的衛星通信系統,保障海軍各大重大演習活動,得到部隊首長和各級官兵好評。

    2

    南京熊貓漢達科技有限公司

    動中通天線穩定跟蹤技術;動中通天線初始化尋星技術

    2014年~至今

    采購部025-51802775

    在我國某部隊十二五期間應急通信體系建設中發揮關鍵作用,為其提供穩定可靠的天線產品。

    3

     

    重慶華渝電氣集團有限公司

    動中通天線穩定跟蹤技術;動中通天線初始化尋星技術

    2014年~2015年

    采購部023-67660411

    在我國人防、森林等應急通信體系建設提供穩定可靠的天線產品

    4

    北京藍力達科技有限公司

    動中通天線穩定跟蹤技術;動中通天線初始化尋星技術

     

    2016年~至今

    采購部13910115972

    在我國人防、森林等應急通信體系建設提供穩定可靠的天線產品

     

     

     

    六、主要知識產權證明目錄(不超過10項,前3項為核心知識產權):

    序號

    知識產權類別

    知識產權具體名稱

    國家

    授權號

    授權日期

    證書編號

    權利人

    發明人

    專利有效狀態

    1

    發明專利

    一種動中通天線的尋星方法

    中國

    ZL201410353556.9

    2016-08-24

    2202384

    北京星網衛通科技開發有限公司

    徐燁烽;徐韜

     

     

    有效

    2

     

    發明專利

    一種慣性/GNSS/衛星信標組合式動中通天線穩定跟蹤方法

     

     

    中國

    ZL201410353558.8

    2016-03-02

     

     

    1974977

     

    北京星網衛通科技開發有限公司

    徐燁烽;徐韜

     

     

    有效

    3

     

     

    實用新型

    一種波導旋轉關節防震裝置

     

     

     

     

    中國

    ZL201420376161.6

    2014-11-12

     

     

     

    3911759

     

     

     

    北京星網衛通科技開發有限公司

    張仲毅;徐燁烽;尚修磊;李耀鵬;郝凱旋;劉寶帝;賈利峰

     

     

     

     

     

     

    有效

    4

     

    實用新型

    一種十字框架分解運動的重力姿態穩定裝置

     

    中國

    ZL201420409775.X

    2015-04-08

     

    4225658

    北京星網衛通科技開發有限公司

    徐燁烽;馬國興

     

    有效

    5

     

     

    實用新型

    一種用于S120船載動中通的天線姿態穩定跟蹤裝置

     

     

    中國

    ZL201520421812.3

     

     

     

    2015-10-14

     

     

     

     

     

    4677420

               

     

    北京星網衛通科技開發有限公司

    馬國興

     

     

     

    有效

    6

    實用新型

    一種動中通天線的天饋系統

     

    中國

    ZL2015207571174

    2016-01-20

     

    4953696

    北京星網衛通科技開發有限公司

    馬國興

     

     

    有效

    7

    計算機軟件著作權

    嵌入式便攜式衛星通信天線伺服控制系統軟件V1.0

     

     

    中國

     

     

     

    2013SR065155

     

     

     

    2013-04-15

     

     

     

    00252819

    北京星網衛通科技開發有限公司

    北京星網衛通科技開發有限公司

    有效

    8

    計算機軟件著作權

    嵌入式動態姿態方位測量系統軟件V1.0

    中國

    2013SR064957

     

    2013-01-10

    00252757

    北京星網衛通科技開發有限公司

    北京星網衛通科技開發有限公司

    有效

    9

    計算機軟件著作權

    嵌入式動中通伺服控制系統軟件V1.0

    中國

    2012SR061345

     

    2012-06-15

    00142587

    北京星網衛通科技開發有限公司

    北京星網衛通科技開發有限公司

    有效

    10

    計算機軟件著作權

    嵌入式三軸船載動中通控制軟件V1.0

    中國

    2014SR076670

     

    2014-01-15

    00475660

    北京星網衛通科技開發有限公司

    北京星網衛通科技開發有限公司

    有效

     

     

    七、主要完成人情況(一等獎不超過15人,二等獎不超過10人):

    排序

    姓名

    主要貢獻

    工作單位

    完成單位

    職稱

    職務

    1

    徐燁烽

    第1完成人

    項目技術總負責人,全面統籌本項目整體進程,在技術研發、人才配置、市場銷售等方面進行全方位規劃指導。同時把控項目各個節點,推進項目的順利開展,在項目創新點方面,對創新點1和創新點2做出突出貢獻?;诒卷椖客瓿蓛身棸l明專利:1.一種慣性/GNSS/衛星信標組合式動中通天線穩定跟蹤方法;2. 一種動中通天線的尋星方法。

    北京星網宇達科技股份有限公司

    北京星網衛通科技開發有限公司

    研究員

    總裁

    2

    張仲毅

    第2完成人

    負責項目關鍵技術研發,樣品測試以及產品工藝的優化,其中對創新點1進行了深入研究。對創新點2有突出貢獻。

    北京星網衛通科技開發有限公司

    北京星網衛通科技開發有限公司

    高級工程師

    總經理

    3

    徐韜

    第3完成人

    負責項目技術管理,參與項目具體的軟硬件設計工作和基礎研究工作,組織產品的系統集成和產業化應用。在項目創新點方面,對創新點1和創新點2做出較大貢獻,尤其對于低成本MEMS傳感器的溫度補償、算法驗證有較深研究。

     

    北京星網衛通科技開發有限公司

    北京星網衛通科技開發有限公司

    工程師

    副總經理

    4

    尚修磊

    第4完成人

    主要負責項目技術驗證、技術改進工作,負責與用戶技術交流以及產品交付后的技術保障,獲取用戶反饋意見,反饋至公司項目組并監督項目技術持續改進。

     

    北京星網衛通科技開發有限公司

    北京星網衛通科技開發有限公司

    工程師

    副總經理

    5

    李耀鵬

    第5完成人

    參與整體項目方案的制定和策劃,負責項目電氣原理的設計工作,參與伺服穩控的編制工作。

    北京星網衛通科技開發有限公司

    北京星網衛通科技開發有限公司

    工程師

    經理

    6

    郝凱旋

    第6完成人

    主要負責軟件程序的開發,負責將“一種慣性/GNSS/衛星信標組合式動中通穩定跟蹤方法“等創新技術的算法實現,并與嵌入式軟件融合,形成嵌入式動中通控制系統軟件,完成伺服控制系統的調試與驗證,將技術創新應用于實際產品。

    北京星網衛通科技開發有限公司

    北京星網衛通科技開發有限公司

    工程師

    經理

    7

    劉寶帝

    第7完成人

    負責項目的硬件設計工作,電路設計,電磁兼容設計,電路板繪制,電氣設計,電氣文件編寫,項目調試,主要參與T65項目、P100項目和S100項目,保證項目研發的順利進行。

    北京星網衛通科技開發有限公司

    北京星網衛通科技開發有限公司

    工程師

    項目組長

    8

    王家齊

    第8完成人

    在此項目中P100產品中,負責對Ku波段偏饋拋物面天饋組件和L波段窄帶信標機的研制。

     

    北京星網衛通科技開發有限公司

    北京星網衛通科技開發有限公司

    工程師

    研發人員

    9

    劉純齊

    第9完成人

    在此項目中進行了伺服硬件電路的設計,完成了相關的技術攻關;由設計文件生成相應電氣方面生產文件;設計及樣機調試中解決相關電磁兼容性問題。

     

    北京星網衛通科技開發有限公司

    北京星網衛通科技開發有限公司

    工程師

    研發人員

    10

    王宇

    第10完成人

    在此項目中主要完成基于慣導-北斗組合的天線跟蹤控制程序架構的設計及編寫,并完成對程序的整體調試。

    北京星網衛通科技開發有限公司

    北京星網衛通科技開發有限公司

    工程師

    研發人員

     

     

    八、主要完成單位及創新推廣貢獻:

       (1)北京星網衛通科技開發有限公司,第1完成單位。

    負責該項目成果的全過程研發與產品產業化推廣,包括對動中通天線自動尋星技術、低成本慣性測姿技術、動中通天線穩定跟蹤技術、嵌入式導航伺服控制一體化軟件設計等關鍵技術的突破和首創性研究,實現了一種低成本下高精度穩定控制的解決方案,并在車載船載衛星通信系統應用方面取得了多項原創性成果。

    并在我國的武警、邊防、森林、公安等諸多行業,同時產品正在海上漁船通信、民用機載等行業推廣應用。項目緊密結合市場需求,取得了顯著的社會經濟效益,有力支撐了我國衛星通信天線穩定跟蹤系統的發展。

    九、完成人合作關系說明:

     

     

     

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