軒宇空間，實(shí)現(xiàn)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化

文/顧碩

經(jīng)過多年的項(xiàng)目研發(fā)經(jīng)驗(yàn)與技術(shù)積累，軒宇空間已經(jīng)成功完成30多套衛(wèi)星姿軌控系統(tǒng)及測試設(shè)備，80多套衛(wèi)星中心控制器、星載計(jì)算機(jī)等單機(jī)功能測試設(shè)備，100多套衛(wèi)星敏感器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)的部件級測試設(shè)備，根據(jù)測試項(xiàng)目的區(qū)別，形成一系列測試系統(tǒng)的研發(fā)體系結(jié)構(gòu)。

2011年3月，作為中國航天科技集團(tuán)第五研究院第502研究所的全資子公司，北京軒宇空間科技有限公司（以下簡稱軒宇空間）在京成立。其依托強(qiáng)大的航天技術(shù)和品牌優(yōu)勢，大力發(fā)展航天技術(shù)應(yīng)用產(chǎn)業(yè)，立足于實(shí)現(xiàn)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化。

源于航天，精于測控

軒宇空間主要分為兩大事業(yè)部，IC事業(yè)部和測控事業(yè)部。其中，IC事業(yè)部以研發(fā)生產(chǎn)IC芯片為主要業(yè)務(wù)。隨著近幾年我國宇航產(chǎn)業(yè)的大發(fā)展，對這一部分業(yè)務(wù)的需求也越來越強(qiáng)烈。與此同時(shí)，國家提倡重大裝備產(chǎn)品要實(shí)現(xiàn)自主可控及國產(chǎn)化，就更為軒宇空間IC事業(yè)部的發(fā)展創(chuàng)造了條件。目前，該項(xiàng)業(yè)務(wù)發(fā)展較快，技術(shù)水平與歐洲持平，部分產(chǎn)品甚至超過了國外水平。

北京控制工程研究所副所長、北京軒宇空間科技有限公司董事長 陳光磊

測控業(yè)務(wù)是軒宇空間的發(fā)展重點(diǎn)，公司約有130余人在測控領(lǐng)域開展工作。據(jù)北京控制工程研究所副所長、北京軒宇空間科技有限公司董事長陳光磊介紹，為適應(yīng)不同的測試需求，軒宇空間形成了一系列測試平臺架構(gòu)，這些平臺以CPCI/PXI系列工控機(jī)作為硬件基礎(chǔ)，以自研功能板卡為核心，以模塊化、可定制、組態(tài)控制軟件為特色的自動測試平臺。此平臺包括信號匹配、數(shù)據(jù)采集、被測對象仿真、控制策略與算法組態(tài)、試驗(yàn)任務(wù)管理、圖形顯示與分析、數(shù)據(jù)存儲與處理、數(shù)據(jù)挖掘等幾大部分。應(yīng)用于航天、航空、船舶等軍工領(lǐng)域的測試、仿真、數(shù)據(jù)分析與處理。

為了滿足不同用戶的測試系統(tǒng)集成需求，軒宇空間也自主研發(fā)、生產(chǎn)了多種類的通用產(chǎn)品，包括PCI、CPCI總線數(shù)據(jù)采集板卡，PXI、PXI-E總線采集控制產(chǎn)品，3U/6U工控機(jī)、一體式工控機(jī)，嵌入式主控制器等。目前，軒宇空間憑借專業(yè)的技術(shù)，為航天、航空、軍工、鐵路、風(fēng)電等行業(yè)提供高品質(zhì)、經(jīng)濟(jì)化的產(chǎn)品解決方案。

經(jīng)過三年多的發(fā)展，如今的軒宇空間公司辦公面積約3000多平方米，員工人數(shù)達(dá)160人左右，其中研發(fā)人員比例占到60%以上，其已成為航天測控領(lǐng)域的領(lǐng)軍企業(yè)。

北京軒宇空間科技有限公司總經(jīng)理 崔星

行業(yè)經(jīng)驗(yàn)，公司發(fā)展的基礎(chǔ)

近年來，航天測試產(chǎn)品市場的發(fā)展與航天產(chǎn)業(yè)的發(fā)展息息相關(guān)。在航天產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期，每年的任務(wù)量較少，幾年才做一個(gè)項(xiàng)目，對于測試的要求也不多，航天項(xiàng)目的內(nèi)部設(shè)計(jì)人員會與測試產(chǎn)品的廠家一起解決問題。而今，從提供任務(wù)書到進(jìn)入系統(tǒng)聯(lián)試至多僅有兩個(gè)月的時(shí)間，廠商需要獨(dú)立完成設(shè)計(jì)與調(diào)試工作，缺乏專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)的廠商已無法滿足市場需求。

測試產(chǎn)品無疑是軒宇空間發(fā)展的重點(diǎn)業(yè)務(wù)。2011年底，公司的首款測試平臺XY1300開始研制，2012年3月完成。北京軒宇空間科技有限公司總經(jīng)理崔星告訴記者：“目前，此款產(chǎn)品仍是銷售中的主力產(chǎn)品，并已成功應(yīng)用于嫦娥、遙感平臺等衛(wèi)星控制分系統(tǒng)閉環(huán)仿真測試設(shè)備，除了在航天測試領(lǐng)域的應(yīng)用外，還適用于航空、船舶、汽車等軍工和民用行業(yè)的測試、仿真、數(shù)據(jù)分析與處理等技術(shù)領(lǐng)域，具有廣闊的市場前景?！?/p>

據(jù)了解，軒宇空間在航天測試方面的核心技術(shù)人員都具備了十幾年的豐富行業(yè)經(jīng)驗(yàn)，這無疑是軒宇空間發(fā)展的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，也是在此行業(yè)得到較快發(fā)展的核心競爭力。崔星總經(jīng)理對此講道：“軒宇空間對航天產(chǎn)品的了解是社會上其他公司無可匹敵的。在工業(yè)控制領(lǐng)域，安全性、可靠性指的是廠商自身生產(chǎn)的產(chǎn)品的性能，而在航天領(lǐng)域，我們所強(qiáng)調(diào)的安全可靠必須是保護(hù)測試過程中價(jià)值更高、敏感性更強(qiáng)的產(chǎn)品，也就是航天設(shè)備，這需要積累豐富的行業(yè)經(jīng)驗(yàn)才能做到?！?/p>

如今，在測試領(lǐng)域，自動化程度正在不斷提高，但在某些測試過程中仍需要人為的參與。“在航天測試領(lǐng)域，人為的參與是必不可少的，一些博士、專家不得不花整天的時(shí)間去做重復(fù)性很強(qiáng)的工作，因此提高測試產(chǎn)品自動化和智能化的程度將是未來發(fā)展的重點(diǎn)?！标惞饫诙麻L談道，“另外，分布式測試也將是未來測試產(chǎn)品的發(fā)展方向。而軟件的數(shù)據(jù)分析、挖掘也將是整個(gè)測試系統(tǒng)中最大的亮點(diǎn)?！?/p>

系統(tǒng)集成，實(shí)現(xiàn)航天技術(shù)產(chǎn)業(yè)化

不同于自動化領(lǐng)域通常所說的“系統(tǒng)集成”，航天領(lǐng)域的“系統(tǒng)集成”是基于公司本身所自主研發(fā)的產(chǎn)品，結(jié)合航天領(lǐng)域中專有的技術(shù)和算法，將產(chǎn)品集成為完整的解決方案。經(jīng)過多年的項(xiàng)目研發(fā)經(jīng)驗(yàn)與技術(shù)積累，軒宇空間已經(jīng)成功完成30多套衛(wèi)星姿軌控系統(tǒng)及測試設(shè)備，80多套衛(wèi)星中心控制器、星載計(jì)算機(jī)等單機(jī)功能測試設(shè)備，100多套衛(wèi)星敏感器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)的部件級測試設(shè)備，根據(jù)測試項(xiàng)目的區(qū)別，形成一系列測試系統(tǒng)的研發(fā)體系結(jié)構(gòu)。

崔星總經(jīng)理告訴記者，在系統(tǒng)集成方面，軒宇空間的特點(diǎn)及優(yōu)勢主要是高可靠、小型化和低成本。他用兩個(gè)成功的項(xiàng)目案例，為我們詳細(xì)解釋了軒宇空間產(chǎn)品的實(shí)際應(yīng)用情況。

貨運(yùn)飛船GNC分系統(tǒng)驗(yàn)證設(shè)備系統(tǒng)框圖

軒宇空間公司提供了嫦娥五號系列飛行器所有組成部分的單機(jī)、部件及系統(tǒng)級測試設(shè)備，嫦娥五號驗(yàn)證星于2014年10月?lián)駲C(jī)發(fā)射試驗(yàn)，該系統(tǒng)級測試設(shè)備是保障該型號任務(wù)的一個(gè)強(qiáng)力支持設(shè)備，嫦娥五號驗(yàn)證星GNC分系統(tǒng)測試設(shè)備由實(shí)時(shí)動力學(xué)仿真機(jī)、控制系統(tǒng)模擬器、電源分系統(tǒng)模擬器、測試主控計(jì)算機(jī)、星務(wù)數(shù)據(jù)管理模擬器、數(shù)據(jù)管理網(wǎng)絡(luò)（包括數(shù)據(jù)服務(wù)器、數(shù)據(jù)顯示器和大屏幕顯示設(shè)備、系統(tǒng)性能評價(jià)與故障診斷計(jì)算、集線器和打印機(jī)）等六大部分組成。能夠滿足分系統(tǒng)、整星這兩種測試模式的應(yīng)用。分系統(tǒng)測試設(shè)備與GNC子系統(tǒng)SDC、控制計(jì)算機(jī)及應(yīng)急線路盒、陀螺LTU線路盒、太陽敏感器線路盒、星敏感器線路盒、推進(jìn)控制線路盒、動量輪與磁力矩線路盒、控制力矩陀螺線路、帆板驅(qū)動機(jī)構(gòu)線路、光纖陀螺連接，通過地面仿真軟件進(jìn)行GNC子系統(tǒng)的閉環(huán)測試。崔星總經(jīng)理強(qiáng)調(diào)，在嫦娥五號的項(xiàng)目中，軒宇空間的主要技術(shù)特點(diǎn)包括：通用架構(gòu)，系統(tǒng)通用性、可擴(kuò)展性、可移植性強(qiáng)；接口采用多種隔離方式，保證被測對象安全；實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)架構(gòu)，閉環(huán)仿真周期可達(dá)1毫秒，具有硬實(shí)時(shí)性；組態(tài)軟件，封裝控制算法、策略軟件模塊化，在線修改實(shí)時(shí)下載；多層網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架，高度網(wǎng)絡(luò)化；支持計(jì)劃調(diào)度、測試策略編程、故障注入等功能；實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫，海量數(shù)據(jù)的高速實(shí)時(shí)存儲。如此強(qiáng)大的技術(shù)能力是很多公司都望塵莫及的。

空間站貨運(yùn)飛船GNC分系統(tǒng)前置站驗(yàn)證設(shè)備是貨運(yùn)飛船研發(fā)階段的分系統(tǒng)驗(yàn)證設(shè)備，強(qiáng)力保障分系統(tǒng)設(shè)計(jì)的正確性、完善性及可靠性，該設(shè)備可以進(jìn)行GNC系統(tǒng)級部件測試和動力學(xué)閉環(huán)仿真測試。保障GNC分系統(tǒng)設(shè)備在系統(tǒng)試驗(yàn)階段、AIT階段和發(fā)射場的測試任務(wù)。其中的主要功能有：陀螺等敏感器部件測試功能，設(shè)備發(fā)出敏感器激勵(lì)數(shù)據(jù)后，實(shí)時(shí)監(jiān)測下行數(shù)據(jù)信息，并進(jìn)行數(shù)據(jù)解算工作；設(shè)備接收貨運(yùn)飛船控制系統(tǒng)發(fā)給如推進(jìn)系統(tǒng)等執(zhí)行機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)信息，經(jīng)動力學(xué)仿真運(yùn)算，輸出船上敏感器信號源激勵(lì)數(shù)據(jù)，形成閉環(huán)測試環(huán)境。陳光磊董事長對該項(xiàng)目的技術(shù)特點(diǎn)補(bǔ)充道：“在結(jié)構(gòu)上設(shè)備采用一體化設(shè)計(jì)，將展開箱、接口箱等箱體和PXI設(shè)備進(jìn)行一體集成，基于使用及運(yùn)輸安全性能考慮，采用專業(yè)減震機(jī)箱，進(jìn)行前置站系統(tǒng)的硬件整合，提供脆性系數(shù)為：15～30G的優(yōu)良性能；設(shè)備完成各類調(diào)理及觸發(fā)信號共計(jì)600路，并為所有信號提供便利的展開設(shè)計(jì)；采用軒宇空間公司研發(fā)的DSP型數(shù)字紅外信號模擬源，輸出精度為3.6×10-4度，以提供精準(zhǔn)的飛船姿態(tài)模擬激勵(lì)；能夠同時(shí)仿真MILSTD-1553總線控制器（BC）和31個(gè)終端（RT）以及每個(gè)通道的時(shí)間順序總線監(jiān)視器（BM）；高精度恒流源的使用，提供了高精度、準(zhǔn)確的閉環(huán)激勵(lì)，精度最大可達(dá)1nA?！?/p>

軒宇空間自成立以來，始終以“源于航天、軍民融合、面向世界”為宗旨，以成為國內(nèi)一流的電子測試產(chǎn)品和系統(tǒng)解決方案的供應(yīng)商為目標(biāo)，以替代進(jìn)口、參與國際競爭為己任。目前，軒宇空間是國際宇航聯(lián)合會成員單位之一，成為了中國宇航領(lǐng)域面向世界的良好平臺。未來，軒宇空間在“面向世界”方面還有更高的目標(biāo)，陳光磊董事長說道：“我相信會有那么一天，中國出口的商品不再是低端的消費(fèi)品，而是來自高端裝備制造業(yè)。隨著中國高鐵以及核電‘走出去’的趨勢，我們‘面向世界’的雄心不再遙不可及?！?/p>

談到未來，陳光磊董事長深知軒宇空間還有很長的路要走。在他眼中，軒宇空間就像個(gè)三歲的孩童，談理想還有些遙遠(yuǎn)，他更關(guān)注下一步的路該怎么走。今年，軒宇空間的銷售目標(biāo)是1.2億人民幣，“十三五”末期，公司產(chǎn)值目標(biāo)超過10億人民幣。當(dāng)然，要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)也存在著不小的挑戰(zhàn)。如何掌握更多應(yīng)用行業(yè)的客戶需求，并能夠引領(lǐng)市場需求，如何保證人才的引入并減少流失等都是軒宇空間將要面臨的問題。2014年底，軒宇空間將與北京軒宇信息技術(shù)有限公司聯(lián)手推出全新的產(chǎn)品線——智慧型測試平臺，搭建一個(gè)從初期設(shè)計(jì)到現(xiàn)場管理，再到后期一體化數(shù)據(jù)挖掘的整體解決方案，預(yù)計(jì)2015年初正式推出市場。我們拭目以待。

嫦娥五號驗(yàn)證星分系統(tǒng)測試設(shè)備