北京時(shí)間2025年9月16日9時(shí)6分，我國(guó)衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星隨長(zhǎng)征二號(hào)丙運(yùn)載火箭/遠(yuǎn)征一號(hào)S上面級(jí)，在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射。由華東師范大學(xué)通信與電子工程學(xué)院（集成電路科學(xué)與工程學(xué)院）參與研制的衛(wèi)星GNSS模塊（Global Navigation Satellite System Module，全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)模塊）隨衛(wèi)星順利進(jìn)入預(yù)定軌道，發(fā)射任務(wù)取得圓滿(mǎn)成功。
此次發(fā)射的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星，是我國(guó)構(gòu)建天地一體化信息網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵載體，主要承擔(dān)衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)通信協(xié)議、組網(wǎng)技術(shù)及天地協(xié)同測(cè)控等核心技術(shù)驗(yàn)證任務(wù)。該任務(wù)將為手機(jī)直連衛(wèi)星、太空云計(jì)算等前沿技術(shù)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，是推動(dòng)國(guó)家空間基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)與數(shù)字經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展的重要一步，對(duì)我國(guó)航天技術(shù)應(yīng)用與產(chǎn)業(yè)升級(jí)具有重要意義。
參與本次發(fā)射的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星的GNSS模塊（Global Navigation Satellite System Module，全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)模塊）是接收、處理衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)，并輸出定位、時(shí)間、速度等核心數(shù)據(jù)的硬件單元，是連接衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)與終端設(shè)備的核心橋梁。GNSS的刷新重構(gòu)模塊主控硬件及邏輯方案由華東師范大學(xué)航天集成電路與系統(tǒng)團(tuán)隊(duì)丁寶鋼副研究員牽頭抓總設(shè)計(jì)并成功實(shí)現(xiàn)。GNSS的刷新重構(gòu)模塊的主控邏輯是用于衛(wèi)星CPU、FPGA和DSP等關(guān)鍵芯片代碼的重構(gòu)、加載和刷新，保障衛(wèi)星的穩(wěn)定運(yùn)行，模塊在未來(lái)5年的需求量預(yù)計(jì)達(dá)到40-50套/年。
GNSS的刷新重構(gòu)模塊主控硬件架構(gòu)與實(shí)物
為在降低硬件成本的同時(shí)，充分滿(mǎn)足衛(wèi)星在軌運(yùn)行的高可靠性要求，華東師大科研團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新提出一種高可靠的基于FPGA的混合三模冗余存儲(chǔ)架構(gòu)。該架構(gòu)可高效實(shí)現(xiàn)多個(gè)設(shè)備的刷新、功能切換、遠(yuǎn)程升級(jí)等關(guān)鍵任務(wù)，團(tuán)隊(duì)同步完成了系統(tǒng)總體框架、硬件電路、表決器、自動(dòng)糾錯(cuò)、選通控制等邏輯電路的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。通過(guò)這一創(chuàng)新設(shè)計(jì)，系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)單粒子翻轉(zhuǎn)的自主檢錯(cuò)與糾錯(cuò)，在遭遇永久故障時(shí)，還可根據(jù)設(shè)備狀態(tài)執(zhí)行冷備份替換等應(yīng)對(duì)策略，確保系統(tǒng)穩(wěn)定性隨時(shí)間平穩(wěn)降級(jí)。實(shí)驗(yàn)表明，所設(shè)計(jì)的架構(gòu)對(duì)于單粒子翻轉(zhuǎn)和永久損傷具有較好抗性，較傳統(tǒng)三模設(shè)計(jì)改善系數(shù)提升8.9倍(R=0.95)，總成本較傳統(tǒng)方案降低60%,實(shí)現(xiàn)了技術(shù)性能與成本控制的雙重突破。
GNSS模塊的成功研制與入軌應(yīng)用，不僅有力支撐了衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星工程的順利實(shí)施，更充分展現(xiàn)了華東師大科研團(tuán)隊(duì)成熟可靠的技術(shù)水平與高效的工程化能力，為國(guó)家重大航天任務(wù)的成功發(fā)射提供了硬核支撐。
華東師范大學(xué)通信與電子工程學(xué)院（集成電路科學(xué)與工程學(xué)院）航天集成電路與系統(tǒng)團(tuán)隊(duì)，始終面向國(guó)家“萬(wàn)星級(jí)”星網(wǎng)等重大戰(zhàn)略建設(shè)需求，針對(duì)航天型號(hào)對(duì)集成電路和系統(tǒng)的高可靠要求，聚焦航天集成電路可靠性、航天/低空傳感器設(shè)計(jì)、航天電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)及應(yīng)用等關(guān)鍵研究方向，持續(xù)開(kāi)展技術(shù)攻關(guān)與成果轉(zhuǎn)化。目前，團(tuán)隊(duì)的研究成果已在多家航天單位及相關(guān)航天型號(hào)中成功應(yīng)用，為我國(guó)航天事業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展貢獻(xiàn)著華東師大力量。
圖 | 人民日?qǐng)?bào)、中國(guó)航天科技集團(tuán)有限公司 文 | 丁寶鋼 來(lái)源 | 通信與電子工程學(xué)院 編輯 | 宗文倩 編審 | 郭文君
