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10月31日下午，梦天实验舱成功发射，这意味着属于中国人的第一个空间站将完成在轨建设！ 从2011年，我国发射天宫1号开始，历时11年时间，属于中国人的天宫空间站终于完成了在轨建设！进入新的篇章。 值得自豪的是，中国天宫空间站上的每一个部件都是100%国产！ 传感器专家网 （sensorexpert.com.cn）专注于传感器技术领域，致力于对全球前沿市场动态、技术趋势与产品选型进行专业垂直的服务，是国内领先的传感器产品查询与媒体信息服务平台。基于传感器产品与技术，对广大电子制造从业者与传感器制造者提供精准的匹配与对接。 10月31日，搭载空间站梦天实验舱的长征五号B遥四运载火箭，在我国文昌航天发射场点火发射。 梦天实验舱成功发射意味着什么? 意味着中国再一次在人类的最高科技领域打破了美国等西方国家的围堵封锁！ 早在2001年，中国就希望藉与欧洲空间局合作的机会，参与到国际空间站的建设中，并且多次表态希望参与国际空间站建设。 但美国等国家 屡次以技术保密、资金短缺等理由拒绝中国的申请 。在2011年，美国总统奥巴马和美国国会通过沃尔夫条款， 立法禁止美国国家航空航天局与中国的任何科学或技术交流。 ▲中国空间站建设时间表（来源：微博vony7） 因此，中国不得不全面自行试验研究并开发空间站系统，并在2011年9月发射试验性空间站——天宫一号。 一次次的友好科研申请，一次次地被拒接，甚至被立法禁止。中国始终憋着一股气，没有西方国家的参与，中国人也能造出属于自己的宇宙空间站！ 如今，随着梦天实验舱的成功发射，交会对接完成在即，中国人第一个空间站——天宫空间站将完成在轨建设，这意味着中国人的第一个空间站完工了！中国人也造出了属于自己的宇宙空间站！ ▲中国空间站在轨运行效果图 图源：人民日报 传感器在梦天实验舱等航天器中有多重要？ 传感器在航空航天中有多重要？我们先来看几个例子： 2010 年，俄罗斯质子-M 火箭发射 3 颗 GLONASS-M 导航卫星， 因燃料水平传感器超差导致加注燃料过量，使火箭“头部”重量超标 ， 从而导致火箭飞行末期达到速度不够， 未能正确入轨致使 3 颗导航卫星全部葬身于太平洋中。 2018年10月11日一枚“联盟—FG”型运载火箭从哈萨克斯坦境内的拜科努尔发射“联盟MS-10”飞船， 负责对该火箭助推器与芯一级发出分离指令的一个传感器工作异常，导致一台助推器未能及时分离到安全距离 ，进而引发该助推器撞击火箭芯一级的燃料箱，致使燃料箱破裂，芯一级损坏，无法继续执行发射任务。 ▲俄罗斯质子-M 火箭搭载 3 颗 GLONASS-M 导航卫星发射失败 传感器作为航天器的“感官”和“神经” ，遍布航天器的各个关键部位，是确保测得出、测得准、预测对、诊断灵，保障任务成功率的有效手段。 例如，运载火箭中的控制系统、动力系统、推进剂利用系统、附加系统、遥测系统，载人飞行器中的故障检测与诊断系统、舱内环境控制与生命保障系统、逃逸救生系统、航天员舱外活动支持系统和再入式登陆系统等，都离不开传感器对航天器各关键部位工作状态的准确检测。 ▲问天实验舱结构示意图 图源：火星学会 载人航天器舱内密闭空间由于在轨环境的特殊性，在轨舱内环境监测传感器对于航天员安全就至关重要。 美国国际空间站就是依靠高灵敏传感器的火灾预警， 多次成功避免了国际空间站火灾悲剧的发生。 一个航天器，需要多少个传感器？ 国内外各种航天飞行器系统，无一例外，都需要大量各种类型的传感器， 包括压力传感器、温湿度传感器、气体传感器、激光传感器、距离传感器、位置传感器、金属接近开关、惯性传感器、陀螺仪...... 它们在超低温、强辐射、高真空、高速度等极其恶劣的环境下为航天员的生命安全以及航天器的运行正常提供重要保障。 那么一个航天器需要多少个传感器呢? 据相关数据显示，世界上最复杂的航天飞行器—— 航天飞机，使用的传感器数量超过了3500只。 欧空局的 Ariane5 火箭上，在研制试验阶段使用传感器数量 435 只，通常一次飞行测量参数达 570 个， 一次技术飞行测量参数达 1100个。 我国航天任务中也大量使用各种类型的传感器，例如载人运载火箭中，单发使用传感器、变换器数量达到 600 余只， 而新一代大型运载火箭单发使用传感器、变送器数量更是超过了 1600 只。 ▲问天实验舱结构示意图 以发射梦天实验舱的 长征五号B运载火箭为例 ——它有一个昵称叫“胖五”： 胖五非电量测点有近千个 ，以低温为例，低温传感器的灵敏度达0.5K，任何风吹草动都会引起它的警觉。所谓非电量测点，就是指温度、湿度、振动、冲击等一系列力热参数测点。参数测量离不开传感器，用在胖五身上的传感器耐酷暑抗严寒。 据陈胜哲介绍，以温度传感器为例，未加注推进剂时，火箭体温达30度左右，加注推进剂后，火箭贮箱降至零下200多度， 0.5k的灵敏度相当于温度波动0.5度 ，传感器都能敏锐感知并生成数据回传。 这些传感器在研制阶段接受了“千锤百炼”，在选材、地面加载考核、试验量级制定等方面，设计员没有最严、只有更严， 每项数据都打出了富余量。 中国“天空”空间站核心舱“天和”号，是空间站的管理和控制中心，负责空间站组合体的统一管理和控制， 拥有核心传感器300多个，测量长达900多路信号 ，传感器全部为自主研发，感知、控制着整个空间站的各项数据。 经过以北京遥测技术研究所为代表的国内科研院所长达 60 年的共同努力 ，国内航天传感器经历了由仿制到自制、由少品种到多品种、由结构型到复合型、由低准确度到高准确度的发展历程。 如今，中国天宫空间站上从传感器到各种仪器仪表，都实现了100%的全国产化， 而本次梦天舱中数十种百余只传感器，都是中国电科提供。 我国天宫空间站的黑科技，离不开国产传感器！ 黑科技一：“万里穿针”快速交会对接技术 空间交会对接是载人航天活动的三大基本技术之一 ，是实现空间站和空间运输系统的装配、回收、补给、维修、航天员交换及营救等在轨服务的先决条件，复杂度高、精准度高、自主性要求高、安全性要求高。 为掌握该项技术，我国科研人员接续奋斗了近30年。 神舟十三号载人飞船与中国空间站天和核心舱，实现首次径向交会对接， 主要功臣就是我国航天科工某所自主研制的微波雷达 ，微波雷达相继导引天舟二号、神舟十二号、神舟十三号飞船与天和核心舱完成交会对接。 ▲在微波雷达引导下，首次载人飞船在太空实施径向交会对接 本次，梦天实验舱与天和核心舱的交会对接，将采取与问天实验舱相似的半自主快速交会对接方式，同样需要依靠自研国产微波雷达的引导，才能在茫茫太空之中，实现“万里穿针”。 黑科技二：全球首创可自由移动的空间站机械臂 在美国喜剧《太空部队》中，有一个名场面被网友津津乐道，就是一个中国的航天器用机械臂剪掉了美国卫星的太阳能板，让该卫星停机。 ▲美剧《太空部队》场景 现在，实现“抓”卫星的机械臂，已经装在了中国的天宫空间站上，并且还可以自由移动！ 中国空间站机械臂，可用于飞行器的捕获、辅助航天员舱外活动、舱外货物搬运、舱体状态检查、载荷照料等重要任务，是空间站最具实用价值的工具， 其核心是中国航天科技集团公司某所历时10年研发的3款传感器，打破了国外企业在该领域的技术垄断。 其中， 六维力传感器是三款传感器中结构最为复杂、研制难度最大的一款 ，能够同时测量三个方向上的力分量和转动时的力矩分量；一维力传感器主要负责机械臂末端执行器在实施目标抓取和拖动功能时，对拖动力进行监测；一维力矩传感器则用于感知机械臂关节转动时所承载的力矩，实现整臂的柔顺控制。 梦天实验舱与问天实验舱有什么区别？ 梦天实验舱主要用于开展空间科学与应用实验。问天实验舱主要用于执行生命科学实验，可以被看作“生物实验室”。而梦天实验舱则更像一个“物理实验室”。 梦天实验舱主要面向微重力科学研究， 配置了流体物理、材料科学等多学科方向的实验柜，包括：流体物理实验柜、两相系统实验柜、燃烧科学实验柜、高温材料实验柜、超冷原子实验柜、高精度时频实验柜主柜、高精度时频实验柜副柜以及在轨维修装调实验柜等实验柜。支持开展重力掩盖下的材料凝固机理等物质本质规律研究以及超冷原子物理等前沿实验研究。 在太空实验当然是看重天空特有的实验条件。在地表，重力环境下，生命体和物质受到重力作用，物质的某些本质规律可能被重力作用掩盖，因此在微重力或无重力环境下，或许会有一些意想不到的结果。这些研究成果将帮助我们在地面上的相关学科研究提升效率和质量。 ▲梦天实验舱实验柜示意图 图源：中国载人航天 同时，在天宫二号空间冷原子钟的基础上， 梦天实验舱将建立世界上第一套由氢钟、铷钟、光钟组成的空间冷原子钟组，构成在太空中频率稳定度和准确度最高的时间频率系统，如果成功，这将成为太空中最精准的时间频率系统，数亿年误差小于1秒。 并且还将开展引力红移、精细结构常数测量等前沿的科学研究，推动时间频率的导航与大地测量等应用。 此外， 梦天舱外还安排了材料舱外暴露实验装置和元器件与组件舱外通用试验装置，用于开展舱外实验项目。 结语 中国人的第一个太空站——天宫空间站的最后一个核心舱梦天实验舱成功发射。同时，也是我国“两弹一星”元勋钱学森先生逝世13周年的日子。 文中，我们可以看到，研发六维力传感器用了10余年，实现全自主空天对接技术用了30年，研发各种航天航空传感器我们不间断用了60年。 长期以来，西方国家对我国高科技领域围追堵截，尤其是涉及国家重大型号工程所需的敏感芯片和传感器产品，国外一直采取严格的限制和禁运措施，尤其是近些年以来，形势更为严峻。 中国科技的进步，是以钱学森等为代表的许多科学家默默付出10年、20年、30年……时间，一点一滴自力更生艰苦研究得来的，致敬！ 您对本文有什么看法？欢迎留言分享！ 顺手转发，将中国传感产业动态传递给更多人了解！ 来源： 传感器专家网（由动感传感整理，转载请注明传感器专家网） 声明 ：本文内容系作者个人观点，不代表传感器专家网观点或立场。更多观点，欢迎大家留言评论。

      反复看了之前写的，再三思考下，对博文内容做了些修改，删除一些与最初想法无关的信息。出于给大多数正在找工作的或想换工作的优秀人才一些实用信息，也是希望能找到与我一样条件的年轻人，对自己非常了解，并且研究意向是独立自主性强的科学技术领域。通过我个人的一些工作小结，希望有人能从中找到真正适合自己的技术发展路线图。     我在最近的半年时间里一直专注在高灵敏度捕获和抗干扰系统性能指标的攻关上，半年来敲的算法实现综合代码不下1W行。查阅并录入了近10年的中文和部分已成熟应用的外文学术文献，撰写了5篇详设文档和问题分析图文报告，其中不少于5W自己敲下的理解性说明文字，并给相关技术负责和参与人员查阅。同时以报告人身份做过技术专题讨论会，技术交接会议等；除了通过规避方案解决一些急迫问题外，随着小组负责人归国，这段时间的主要职能便是通过方案优化对核心模块进行重构设计，迎接去年下半年没有完全解决的最棘手问题。可以预见接下来的半年时间应该是出阶段性成果的关键时期。     现在回过头看我的技术发展路线图还算明确，近期目标就在眼前，远期规划也得到肯定。以前学生时代练就的三方面技能，其中各种信号处理算法的设计与实现，技术详设/学术文献的查阅和写作都得到了充分的发挥，可惜的是擅长的硬件设计由于工作分工的原因没有直接负责参与设计，但基本与我以前涉及的行业领域类似。硬件调试经验倒是随时都得到发挥，但毕竟不是本职工作。只能碰到硬件问题时主动帮纯硬件设计人员排查和解决，具体到航天级质量管理的各个细节，一般不会主动要求去体会而只做流程上的了解，这还是与设计工作不同。质量保证主要还是依靠管理水平和执行强度，检测标准没有设计经验的人都能很快学会。当然，要考虑射频部分那够我学的了，因此现在工作中与硬件相关的基本都是射频内容，比如通道内各实现环节的影响分析和测试方法，提出相关指标的要求等。综合来看，这一年来的技术积累一直都没有停过，也没有靠吃老本。反倒是跨领域的原因使我的知识面更广，专注问题时解决方案和理解思路有了更多的借鉴经验。     可能有人猜到，我所从事的行业是航天测控领域。航天技术是个门槛，国内能做航天的研究机构相比雷达等地面应用领域都要少一些，各种技术实现架构与地面有天壤之别，需克服在各种高能粒子撞击，极端温度，越来越复杂的太空电磁辐射环境以及来自各种未知条件下的影响，其孕育出的技术生命周期长，复制难度大，自主能力强。在国内所有的技术研发道路上，真正的航天技术研发道路算得上是仅有的几条长专业技术年龄、能实现自己价值平台的终生技术职业发展道路之一。不信可以从50岁以上科研技术专家的比例中得到答案。与此同时，它带来的回报是光用金钱不能衡量的，其空间系统的建设直接关乎人民生活水平，国防安全甚至我们国家的未来。当然，这里不可否认的是航天领域一样存在现有体制下科技领域都有的诟病。我也亲耳听到，亲眼看到一些落后思想的言行，一些企业的人员流动也比较频繁。从技术层次与办事方式来看，现在的单位还是与传统航天企业有很多不一样的地方，也许这正是我暂时不考虑其他机会的一个主要原因之一。     我认为7年是从事这个行业设计工作的最短适应年限，这7年需要通晓系统指标或链路设计中，各种切合实际工程、理论极限的估算和计算①；实际工程与理论仿真各环节间的相辅相成②；短期技术攻关中如何更好的做到状态可控③等，尤其在系统设计领域仅想做好这三点，刚来的人没有1～2年的基础理论学习入门，1～4年的专业领域技术攻关和对系统工程各环节的认知作为切入点。要想做好以上三点基本不可能，最多作为单方面单领域可替代性人员。即使再聪明，理论底子厚，电子设计工程经验再丰富也一样应该需要这么一个认知过程才能更好的发挥综合知识面广的优势。这也正是真正技术研发岗位的人才需求现状。     最后一句话总结这里的作风：空谈误国，实干兴邦。

航天测控站（space tracking telemetering and command station）         航天测控站是 航天测控和数据采集网 的基本组成部分。它的任务是直接接收测量信息和将控制指令发送给 航天器 。它根据航天测控中心的指示与航天器通信，在对各种航天器进行控制的过程中，测控站配合航天测控中心完成部分控制任务，也可根据规定的程序独立实现对航天器的控制。         航天测控站一般由测量系统、遥测系统、通信系统、电视系统、 时间统一系统 、计算机系统和辅助设备组成。         1. 测量系统是测控站的主要设备，其任务是对航天器跟踪，测量航天器的运动参数，确定航天器的轨道和位置。         2. 遥测系统的任务是接收从航天器来的关于航天器上设备工作情况、空间环境参数和航天员生理、活动等信息。         3. 通信系统保证地面与航天器（航天员）之间的报、话联络。通信系统还传递关于航天员生理活动的信息、传递返回过程中伞降段和着陆后所处方位的无线电信号。         4. 电视系统接收和监视载人航天器和空间探测器的动态作业情况，借以观察航天员在飞船上合宇宙空间的工作和活动能力。         5. 时间统一系统的任务是使测控站的各种设备用统一的标准时间工作。   资料来源：《中国大百科全书》

航天测控和数据采集网（space tracking and data acquisition network ）          是对航天器进行跟踪测量并控制其运动和功能的专用地面系统，由航天测控中心和若干航天测控站组成，简称测控网。测控网通过对航天器跟踪测量、监视、控制和接收航天器发送来的数据，检测和控制航天器的运动，检测和控制航天器上各种装置和系统的工作，接收来自航天器的专用信息，与载人航天器和乘员进行通信联络。         网的组成:         由航天测控中心和若干配有跟踪测量、遥控和数据采集设备的航天测控站（包括测量船和测量飞机）组成。测控站的数量、设备和分布取决于航天器的飞行轨道及测控要求。航天测控中心与各测控站通过有线、无线通信与卫星通信构成一个通信和数据传输系统的综合体。           资料来源：《中国大百科全书》

航天测控系统（spcae tracking ,teleme tering and commard system）       对航天器进行跟踪测量、监视控制和信息交换的专用系统。这种系统的雏形是20世纪40年代初期开始建立和使用的靶场测量系统。随着航天技术和电子技术的发展，测控系统 逐渐超出靶场应用的范围，发展成为多功能、大信息量和和高度自动化的航天测控系统。它广泛应用于航天器测轨、卫星导航和和测地以及空间探测等方面。       航天测控系统由测控中心（见航天测控中心）和分布在各地的航天测控站组成，它包括跟踪测量系统、计算机系统、遥测控制系统和通信系统。