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2018年国家科学技术进步奖项目提名公示内容
发布人:马新乐 日期:2017-12-25 】【打印 关闭

2018年国家科学技术进步奖项目提名

公示内容

 

一、项目名称:新型卫星天线跟踪指向技术及应用

二、提名单位意见:

该项目针对移动卫星通信天线跟踪系统规模化应用亟待解决的自动寻星困难、控制精度低、成本高等关键技术,项目团队经研究突破了动中通天线自动寻星技术、低成本惯性测姿技术、动中通天线稳定跟踪技术、嵌入式导航伺服控制一体化软件设计等关键技术,实现了一种低成本下高精度稳定控制的解决方案,并在车载船载卫星通信系统应用方面取得了多项原创性成果。首次研发出卫星通信系统在复杂运动条件下的精确指向技术方案,发明了一种基于陀螺、组合导航系统、卫星信标三级反馈的稳定跟踪技术,并形成嵌入式软件。发明了一种基于卫星信标识别的动中通天线初始化算法,解决了低成本惯导系统初始寻北难题。在国内首次将消费级的低精度MEMS惯性器件应用于高精度动态航姿测量及控制领域,并结合通信卫星信标测量修正,实现了优于0.2°的控制精度。项目产品不仅在我国应急通信网络建设方面发挥巨大效应,应用于武警、边防、森林、公安等诸多行业,同时开展海上渔船通信、民用机载等行业推广应用。项目立项至今,公司通过该项目研发的动中通及便携站系列产品累计创造直接经济效益达28130万元。成果获授权专利6项,其中发明专利2项,计算机软件著作权8项,论文5项。项目科技成果获:“2017年北京市科学技术奖二等奖”,获“2017年卫星导航定位科学技术奖特等奖”等省部级荣誉称号。

    对照国家科技进步奖授奖条件,提名该项目申报2018年国家科技进步奖二等奖。

三、项目简介(不超过1200字):

动中通是“移动中的卫星地面站通信系统”的简称。通过动中通系统,可满足各种军民应急通信和移动条件下的多媒体通信需求,是通信领域一次重大突破。天线自动跟踪技术是移动卫星通信技术的两个分支之一,是动中通核心技术。但自动寻星困难、控制精度低、成本高等问题一直影响其规模化应用。项目团队经潜心研究,突破了动中通天线自动寻星技术、低成本惯性测姿技术、动中通天线稳定跟踪技术、嵌入式导航伺服控制一体化软件设计等关键技术,实现了一种低成本下高精度稳定控制的解决方案,并在车载船载卫星通信系统应用方面取得了多项原创性成果,奠定了我国在国际上的优势地位。所突破的关键技术包括:

   (1)率先提出一种陀螺、组合导航系统、卫星信号三级反馈的稳定跟踪技术,实现了卫星通信系统在复杂运动条件下的精确指向。本项目的伺服控制系统的设计中采用了陀螺、组合导航系统、卫星信号三级反馈的稳定跟踪技术,动中通的动态跟踪精度可达到0.15°,优于国内外同类其他产品。

   (2)首次提出一种移动卫星通信天线的初始化方法,该方法利用天线0°-360°扫描来寻找卫星,再通过完整坐标转换加迭代递进算法来估计低精度车载惯导系统的初始航向角。本方法具有较好的环境适应性,可适用于载体在任意姿态角下的初始寻星过程,初始化结束后,利用寻星辅助信息推算得到的惯导系统初始航向精度可达到0.1°以上,确保天线在初始化结束后可以精确地跟踪卫星。

   (3)首次在国内将消费级的低成本、低精度MEMS惯性器件应用于高精度动态航姿测量及控制领域,并结合通信卫星信标测量修正,实现优于0.2°的控制精度。

 (4)本项目创新性采用北斗/惯性组合导航和伺服稳定跟踪一体化设计方法,提高系统集成度和控制精度。使用单CPU实现导航算法与控制算法的一体化运行,减少了导航系统与控制系统之间数据交互的延迟,大大提升了控制系统带宽,解决了高动态环境跟踪精度难以提高的难题。

   成果获授权专利6件,其中发明专利2件,计算机软件著作权授权8项,发表论文5篇(其中SCI收录1篇,EI收录1篇),直接经济效益约28000万元,在2014年某部动中通天线全国公开招标比测中,双频段车载动中通天线以动态启动时间<70s,动态跟踪失锁率0%的卓越性能创造了动中通行业动态性能新标杆。公司形成了覆盖车、船、人等多载体,覆盖Ku/Ka等多频段,抛物面/平板等多种天线形式的产品体系,打造了国内同行业中规模最大的生产基地。产品不仅在我国武警、边防、森林、公安等诸多行业应急通信网络建设方面发挥巨大效应,同时在海上渔船通信、民用机载等行业开展推广应用,潜力巨大。通过该成果的不断转化,带动天线面设计加工与制造、碳纤维材料设计与生产、高功率放大器及相关微波器件设计与生产、卫星通信系统集成与服务等上下游产业链的发展,促进相关产业的结构调整和深度交叉融合,为推动高精度北斗导航系统的产业化应用创造一条新的途径。

四、客观评价:

1.科技成果评价:专家鉴定会得出科技成果系出国内外首创结论

 2017年7月6日,通过中国卫星导航定位协会组织的“基于惯性-北斗组合的卫星天线跟踪指向技术及应用”科技成果鉴定会,以卫星导航通信领域专家曹冲教授为主的项目组对本项目的研制背景、主要技术指标、产品技术途径、核心技术、创新点和应用推广等进行科技成果鉴定。鉴定委员会经过讨论、质疑,最终得出鉴定结论:项目突破了动中通天线自动寻星技术、低成本惯性测姿技术、动中通天线稳定跟踪技术、嵌入式导航伺服控制一体化软件设计等关键技术,实现了一种低成本下高精度姿态稳定控制的解决方案,并成功应用于车载船载卫星通信系统中。专家鉴定委员会一致认为:该技术成果系国内外首创,技术水平属国内领先,项目紧密结合市场需求,已成功应用,并取得了显著的经济社会效益。

2.检测结论

    本项目相关的产品T65车载低轮廓动中天线、S80K船载动中通天线及S100船载动中通卫星天线等系列产品均通过国家计量器具产品质量监督检验中心、国家电子计算机质量监督检验中心、中国电子科技集团公司第38研究所计量测试中心等国家授权的权威检测中心检测,试验结果表明送试样品,符合检测依据标准中的全部符合评定要求。

3.曾获科技奖励情况

基于本项目的研发推广,本项目科技成果获:“2017年北京市科学技术奖二等奖”,获“2017年卫星导航定位科学技术奖特等奖”等省部级荣誉称号。

4.知识产权情况等

 基于本项目的研发,截止至2017年共获得授权专利6项,其中发明专利2项,新申请已被受理发明专利8项;获得授权计算机软件著作权8项,新申请2项;已发表论文5篇,其中SCI、EI收录各1篇。

五、推广应用情况:

针对国内推动高精度北斗导航系统的产业化应用问题,经过团队4年多的潜心研发,取得系列创新成果,直接经济效益约28000万元,该产能目前是国内同行业中规模最大的生产基地。公司形成了覆盖车、船、人等多载体,覆盖Ku/Ka等多频段,抛物面/平板等多种天线形式的产品体系,产品不仅在我国武警、边防、森林、公安等诸多行业应急通信网络建设方面发挥巨大效应,同时在海上渔船通信、民用机载等行业开展推广应用,潜力巨大。项目产品紧密结合市场需求,取得了显著的社会经济效益。

 

主要应用单位情况(不超过15个)

序号

应用单位名称

应用技术

应用起止时间

应用单位

联系人及电话

应用情况

1

 

海军司令部军训部

动中通天线稳定跟踪技术;动中通天线初始化寻星技术

 

 

2013年~至今

采购部

为海军搭建稳定可靠的卫星通信系统,保障海军各大重大演习活动,得到部队首长和各级官兵好评。

2

南京熊猫汉达科技有限公司

动中通天线稳定跟踪技术;动中通天线初始化寻星技术

2014年~至今

采购部025-51802775

在我国某部队十二五期间应急通信体系建设中发挥关键作用,为其提供稳定可靠的天线产品。

3

 

重庆华渝电气集团有限公司

动中通天线稳定跟踪技术;动中通天线初始化寻星技术

2014年~2015年

采购部023-67660411

在我国人防、森林等应急通信体系建设提供稳定可靠的天线产品

4

北京蓝力达科技有限公司

动中通天线稳定跟踪技术;动中通天线初始化寻星技术

 

2016年~至今

采购部13910115972

在我国人防、森林等应急通信体系建设提供稳定可靠的天线产品

 

 

 

六、主要知识产权证明目录(不超过10项,前3项为核心知识产权):

序号

知识产权类别

知识产权具体名称

国家

授权号

授权日期

证书编号

权利人

发明人

专利有效状态

1

发明专利

一种动中通天线的寻星方法

中国

ZL201410353556.9

2016-08-24

2202384

北京星网卫通科技开发有限公司

徐烨烽;徐韬

 

 

有效

2

 

发明专利

一种惯性/GNSS/卫星信标组合式动中通天线稳定跟踪方法

 

 

中国

ZL201410353558.8

2016-03-02

 

 

1974977

 

北京星网卫通科技开发有限公司

徐烨烽;徐韬

 

 

有效

3

 

 

实用新型

一种波导旋转关节防震装置

 

 

 

 

中国

ZL201420376161.6

2014-11-12

 

 

 

3911759

 

 

 

北京星网卫通科技开发有限公司

张仲毅;徐烨烽;尚修磊;李耀鹏;郝凯旋;刘宝帝;贾利峰

 

 

 

 

 

 

有效

4

 

实用新型

一种十字框架分解运动的重力姿态稳定装置

 

中国

ZL201420409775.X

2015-04-08

 

4225658

北京星网卫通科技开发有限公司

徐烨烽;马国兴

 

有效

5

 

 

实用新型

一种用于S120船载动中通的天线姿态稳定跟踪装置

 

 

中国

ZL201520421812.3

 

 

 

2015-10-14

 

 

 

 

 

4677420

           

 

北京星网卫通科技开发有限公司

马国兴

 

 

 

有效

6

实用新型

一种动中通天线的天馈系统

 

中国

ZL2015207571174

2016-01-20

 

4953696

北京星网卫通科技开发有限公司

马国兴

 

 

有效

7

计算机软件著作权

嵌入式便携式卫星通信天线伺服控制系统软件V1.0

 

 

中国

 

 

 

2013SR065155

 

 

 

2013-04-15

 

 

 

00252819

北京星网卫通科技开发有限公司

北京星网卫通科技开发有限公司

有效

8

计算机软件著作权

嵌入式动态姿态方位测量系统软件V1.0

中国

2013SR064957

 

2013-01-10

00252757

北京星网卫通科技开发有限公司

北京星网卫通科技开发有限公司

有效

9

计算机软件著作权

嵌入式动中通伺服控制系统软件V1.0

中国

2012SR061345

 

2012-06-15

00142587

北京星网卫通科技开发有限公司

北京星网卫通科技开发有限公司

有效

10

计算机软件著作权

嵌入式三轴船载动中通控制软件V1.0

中国

2014SR076670

 

2014-01-15

00475660

北京星网卫通科技开发有限公司

北京星网卫通科技开发有限公司

有效

 

 

七、主要完成人情况(一等奖不超过15人,二等奖不超过10人):

排序

姓名

主要贡献

工作单位

完成单位

职称

职务

1

徐烨烽

第1完成人

项目技术总负责人,全面统筹本项目整体进程,在技术研发、人才配置、市场销售等方面进行全方位规划指导。同时把控项目各个节点,推进项目的顺利开展,在项目创新点方面,对创新点1和创新点2做出突出贡献。基于本项目完成两项发明专利:1.一种惯性/GNSS/卫星信标组合式动中通天线稳定跟踪方法;2. 一种动中通天线的寻星方法。

北京星网宇达科技股份有限公司

北京星网卫通科技开发有限公司

研究员

总裁

2

张仲毅

第2完成人

负责项目关键技术研发,样品测试以及产品工艺的优化,其中对创新点1进行了深入研究。对创新点2有突出贡献。

北京星网卫通科技开发有限公司

北京星网卫通科技开发有限公司

高级工程师

总经理

3

徐韬

第3完成人

负责项目技术管理,参与项目具体的软硬件设计工作和基础研究工作,组织产品的系统集成和产业化应用。在项目创新点方面,对创新点1和创新点2做出较大贡献,尤其对于低成本MEMS传感器的温度补偿、算法验证有较深研究。

 

北京星网卫通科技开发有限公司

北京星网卫通科技开发有限公司

工程师

副总经理

4

尚修磊

第4完成人

主要负责项目技术验证、技术改进工作,负责与用户技术交流以及产品交付后的技术保障,获取用户反馈意见,反馈至公司项目组并监督项目技术持续改进。

 

北京星网卫通科技开发有限公司

北京星网卫通科技开发有限公司

工程师

副总经理

5

李耀鹏

第5完成人

参与整体项目方案的制定和策划,负责项目电气原理的设计工作,参与伺服稳控的编制工作。

北京星网卫通科技开发有限公司

北京星网卫通科技开发有限公司

工程师

经理

6

郝凯旋

第6完成人

主要负责软件程序的开发,负责将“一种惯性/GNSS/卫星信标组合式动中通稳定跟踪方法“等创新技术的算法实现,并与嵌入式软件融合,形成嵌入式动中通控制系统软件,完成伺服控制系统的调试与验证,将技术创新应用于实际产品。

北京星网卫通科技开发有限公司

北京星网卫通科技开发有限公司

工程师

经理

7

刘宝帝

第7完成人

负责项目的硬件设计工作,电路设计,电磁兼容设计,电路板绘制,电气设计,电气文件编写,项目调试,主要参与T65项目、P100项目和S100项目,保证项目研发的顺利进行。

北京星网卫通科技开发有限公司

北京星网卫通科技开发有限公司

工程师

项目组长

8

王家齐

第8完成人

在此项目中P100产品中,负责对Ku波段偏馈抛物面天馈组件和L波段窄带信标机的研制。

 

北京星网卫通科技开发有限公司

北京星网卫通科技开发有限公司

工程师

研发人员

9

刘纯齐

第9完成人

在此项目中进行了伺服硬件电路的设计,完成了相关的技术攻关;由设计文件生成相应电气方面生产文件;设计及样机调试中解决相关电磁兼容性问题。

 

北京星网卫通科技开发有限公司

北京星网卫通科技开发有限公司

工程师

研发人员

10

王宇

第10完成人

在此项目中主要完成基于惯导-北斗组合的天线跟踪控制程序架构的设计及编写,并完成对程序的整体调试。

北京星网卫通科技开发有限公司

北京星网卫通科技开发有限公司

工程师

研发人员

 

 

八、主要完成单位及创新推广贡献:

   (1)北京星网卫通科技开发有限公司,第1完成单位。

负责该项目成果的全过程研发与产品产业化推广,包括对动中通天线自动寻星技术、低成本惯性测姿技术、动中通天线稳定跟踪技术、嵌入式导航伺服控制一体化软件设计等关键技术的突破和首创性研究,实现了一种低成本下高精度稳定控制的解决方案,并在车载船载卫星通信系统应用方面取得了多项原创性成果。

并在我国的武警、边防、森林、公安等诸多行业,同时产品正在海上渔船通信、民用机载等行业推广应用。项目紧密结合市场需求,取得了显著的社会经济效益,有力支撑了我国卫星通信天线稳定跟踪系统的发展。

九、完成人合作关系说明:

 

 

 

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