智慧“光眼”助力天舟一号与天宫二号成功对接

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4月20日，天州一号“信使”号在文昌发射基地成功发射rose空号；4月22日，天州一号和天宫二号组成一个组件，完成了首次对接。

为了完成对接，天舟一号需要掌握天宫二号的距离和速度数据，然后调整姿态，慢慢靠近，直到完全对接。在这一过程中，中国电子科技集团公司提供的两大智能法宝——激光交会对接雷达和光学成像传感器发挥了至关重要的作用。

信号相互传输，激光雷达打磨对接的“智慧眼”

“在对接过程中，两架飞机的飞行速度为7.9公里/秒。要在这样的速度下完成飞行对接和快速交会对接，就要求激光雷达始终保持较宽的视角和较高的测量跟踪精度。”中国电子激光雷达总工程师曲恒国说。

激光雷达作为货物航天器交会对接的“眼睛”，必须在天宫二号与天州一号交会对接的接近和关闭段，快速准确地完成对天宫二号目标飞行器的搜索、捕获和跟踪测量。

据曲恒国介绍，天宫二号配备了中国电子分公司研制的激光雷达合作目标，天洲一号配备了激光雷达主机和信息处理器。其探测的基本过程是安装在航天器上的激光雷达系统发射激光束，激光束照射天宫二号并返回信号，然后激光雷达系统根据接收到的返回信号进行计算和分析。“天宫二号”搭载的激光雷达合作目标装有特殊的玻璃棱镜，可以从多个方向、宽范围反射激光雷达的光信号，配合激光雷达完成距离、角度等飞行参数的测量，确保航天器的精确连接。”

与以往不同的是，“天舟一号”和“天宫二号”将完成首次交会对接、全天候对接和三次自主快速交会对接。这架飞机应该是太空号停靠在戴洋一百步以外的地方，尤其是在四处飞行的过程中。为了实现“不眨眼”，这就需要激光雷达作为天州一号的“眼睛”，它具有广阔的视野

在此基础上，CEEC对激光雷达进行了两次重大技术改造。首先，它在飞行过程中增加了多对接口和目标识别功能。根据绕飞任务的特点，设计了室内、室外和高空测试验证方案，完成了绕飞功能的设计和相关测试验证。

其次，提高了雷达空的长寿命。此次天州一号任务持续半年左右，对激光雷达的在轨寿命和可靠性提出了更高的要求。中国电力公司在空的环境中反复寻找薄弱环节，加强技术状态的管理和控制，保证了空间移动数据平台的高安全性和高可靠性。

最后，在体积、重量和功耗相同的情况下，中国电子分公司激光雷达的工作范围比国外同类产品增加了两倍以上，实现了全程高精度测量和跟踪。

“激光雷达是交会对接接近、闭合和盘旋过程中不可缺少的精密测量手段，它将直接推动中国载人航天进入空站的发展阶段。在后续工作中，激光雷达将广泛应用于各种飞行器的交会对接领域，并为未来空站、载人登月、深空探测等任务保驾护航

激光信息源的导航和定位将有助于航天器从“手动装置”升级到“无人驾驶”

天宫二号和天州一号要在空台追上几十万公里才能完成“穿针引线”的精确连接。在从它们之间的150米距离到最终完成精确连接的整个过程中，有一个被称为“敏感眼”的光学成像传感器，它可以使两架高速飞机更快、更可靠地对接在一起。为了保持这些“眼睛”明亮和强烈，它依赖于中国电子分公司开发的导航和定位激光信息源。

“导航和定位激光信息源是光学成像传感器的关键组成部分。即使在泰空是黑暗的，没有边界，它也能发射激光，在黑暗中找到目标，并传送信息；即使在阳光直射的情况下，它也能发射比阳光更亮的双波长激光，确保“眼睛”不受伤害并找到目标。”中国电子科技集团公司高级工程师刘志强说。

刘志强说，过去神舟系列飞船与天宫一号和天宫二号对接时，实行机械对准，即航天员手动操作飞船对接，航天员必须经过长时间的训练，以保证任务的完成。“天舟一号”是一艘无人驾驶的货船，它实现了船舶的自动化操作，就像人们在驾驶时突然从手动换挡跳跃到无人驾驶一样，对技术要求更高。

“在这次航天任务中，激光信息源面临着在轨时间长、使用频繁、对接速度快以及在赵阳地区环境中对接等多重考验。对接精度必须精确到毫米级。可以说，交会对接非常困难。大。”

基于此，中国电子股份有限公司项目组在有限的时间内进行了全新的产品原理和工艺设计，进行了完整充分的相关环境试验，经过2000多次试验，最终开发出可靠性更高、重量更轻、体积更小、功耗更低、抗辐射能力强、导热能力强的第三代产品，其主要技术指标达到了国际先进水平。这个过程可以说是困难的。

激光信息源产品虽小，但技术含量极高，生产过程也非常复杂，包括表面处理、研磨、灌胶、固封、喷漆、电气安装、组装和绝缘电阻测试等几十道工序刘志强说。2012年，当该团队完成第一代产品的设计和制造时，在环境测试中发现，该设备在真正的空环境中会出现故障，在离开真正的空环境后，环境恢复正常。“为了排除故障，一个月内连续进行了100多次测试。经过层层调查，最后发现其中一个装置的光纤损坏，肉眼无法看到，必须通过精密仪器才能发现。”

据报道，刘志强和团队成员还为每套产品建立了数据包的“增长手册”，其中详细记录了数据，如每个螺钉拧了多少圈，以及安装过程中使用的硬度。每个数据包都打印在a4纸上，堆叠在大约70厘米高的地方。

虽然过程很艰难，但也充满了乐趣。项目组成员经常笑着说:“看着它从零开始成长，数据包就像她的生活文件，记录着她的成长和历史使命，就像她自己的女儿。”

未来，导航定位激光信息源将根据反馈数据进一步改进产品，并将其应用于更多的交会对接任务。此外，它还将进行卫星间通信、空中间围栏、空站机械臂、卫星加油和维护、飞机//

来源：搜狐微门户