北京時間2025年9月16日9時6分，我國衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)技術試驗衛(wèi)星隨長征二號丙運載火箭/遠征一號S上面級，在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射。由華東師范大學通信與電子工程學院（集成電路科學與工程學院）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)星順利進入預定軌道，發(fā)射任務取得圓滿成功。
此次發(fā)射的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)技術試驗衛(wèi)星，是我國構(gòu)建天地一體化信息網(wǎng)絡的關鍵載體，主要承擔衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)通信協(xié)議、組網(wǎng)技術及天地協(xié)同測控等核心技術驗證任務。該任務將為手機直連衛(wèi)星、太空云計算等前沿技術奠定堅實基礎，是推動國家空間基礎設施建設與數(shù)字經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展的重要一步，對我國航天技術應用與產(chǎn)業(yè)升級具有重要意義。
參與本次發(fā)射的互聯(lián)網(wǎng)技術試驗衛(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)星導航信號，并輸出定位、時間、速度等核心數(shù)據(jù)的硬件單元，是連接衛(wèi)星導航系統(tǒng)與終端設備的核心橋梁。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航天集成電路與系統(tǒng)團隊丁寶鋼副研究員牽頭抓總設計并成功實現(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等關鍵芯片代碼的重構(gòu)、加載和刷新，保障衛(wèi)星的穩(wěn)定運行，模塊在未來5年的需求量預計達到40-50套/年。
GNSS的刷新重構(gòu)模塊主控硬件架構(gòu)與實物
為在降低硬件成本的同時，充分滿足衛(wèi)星在軌運行的高可靠性要求，華東師大科研團隊創(chuàng)新提出一種高可靠的基于FPGA的混合三模冗余存儲架構(gòu)。該架構(gòu)可高效實現(xiàn)多個設備的刷新、功能切換、遠程升級等關鍵任務，團隊同步完成了系統(tǒng)總體框架、硬件電路、表決器、自動糾錯、選通控制等邏輯電路的設計與實現(xiàn)。通過這一創(chuàng)新設計，系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對單粒子翻轉(zhuǎn)的自主檢錯與糾錯，在遭遇永久故障時，還可根據(jù)設備狀態(tài)執(zhí)行冷備份替換等應對策略，確保系統(tǒng)穩(wěn)定性隨時間平穩(wěn)降級。實驗表明，所設計的架構(gòu)對于單粒子翻轉(zhuǎn)和永久損傷具有較好抗性，較傳統(tǒng)三模設計改善系數(shù)提升8.9倍(R=0.95)，總成本較傳統(tǒng)方案降低60%,實現(xiàn)了技術性能與成本控制的雙重突破。
GNSS模塊的成功研制與入軌應用，不僅有力支撐了衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)技術試驗衛(wèi)星工程的順利實施，更充分展現(xiàn)了華東師大科研團隊成熟可靠的技術水平與高效的工程化能力，為國家重大航天任務的成功發(fā)射提供了硬核支撐。
華東師范大學通信與電子工程學院（集成電路科學與工程學院）航天集成電路與系統(tǒng)團隊，始終面向國家“萬星級”星網(wǎng)等重大戰(zhàn)略建設需求，針對航天型號對集成電路和系統(tǒng)的高可靠要求，聚焦航天集成電路可靠性、航天/低空傳感器設計、航天電子系統(tǒng)設計及應用等關鍵研究方向，持續(xù)開展技術攻關與成果轉(zhuǎn)化。目前，團隊的研究成果已在多家航天單位及相關航天型號中成功應用，為我國航天事業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展貢獻著華東師大力量。
圖 | 人民日報、中國航天科技集團有限公司 文 | 丁寶鋼 來源 | 通信與電子工程學院 編輯 | 宗文倩 編審 | 郭文君
