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【科技报国】我院科技成果助力互联网技术试验卫星GNSS实现

发布时间:2025-09-23浏览次数:16文章来源:华东师范大学通信与电子工程学院




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9月16日9时6分,卫星互联网技术试验卫星随长征二号丙运载火箭/远征一号S上面级在酒泉卫星发射中心发射,随后将通信与电子工程学院(集成电路科学与工程学院)参与研制的卫星GNSS模块送入预定轨道,发射任务取得圆满成功。

卫星互联网技术试验卫星是我国为构建天地一体化信息网络研制的人造卫星,主要承担卫星互联网系统通信协议、组网技术及天地协同测控等核心技术验证任务,任务可为手机直连卫星、太空云计算等技术奠定基础,是推动国家空间基础设施建设和数字经济高质量发展的重要一步。

参与本次发射的互联网技术试验卫星的GNSS模块(Global Navigation Satellite System Module,全球导航卫星系统模块)是接收、处理卫星导航信号,并输出定位、时间、速度等核心数据的硬件单元,是连接卫星导航系统与终端设备的核心桥梁。GNSS的刷新重构模块主控硬件及逻辑方案由华东师范大学航天集成电路与系统团队丁宝钢副研究员牵头抓总设计并成功实现。GNSS的刷新重构模块的主控逻辑是用于卫星CPU、FPGA和DSP等关键芯片代码的重构、加载和刷新,保障卫星的稳定运行,模块在未来5年的需求量预计达到40-50套/年。


GNSS的刷新重构模块主控硬件架构与实物


为了降低硬件成本,同时满足在轨可靠性要求,研究团队提出了一种高可靠的基于FPGA的混合三模冗余存储架构,以实现多个设备的刷新、功能切换、远程升级等任务。设计并实现了系统总体框架、硬件电路、表决器、自动纠错、选通控制等逻辑电路,可实现对于单粒子翻转的自主检错与纠错,并在永久故障时根据状态执行冷备份替换等应对策略,以达到系统稳定性随时间平稳降级。实验表明,所设计的架构对于单粒子翻转和永久损伤具有较好抗性,较传统三模设计改善系数提升8.9(R=0.95),总成本较传统方案降低60%。

GNSS模块的研制有力支撑了互联网技术试验卫星工程的顺利实施,彰显了研究团队成熟可靠的技术水平与高效的工程化能力,为国家重大航天任务的成功发射提供了硬核支撑。



通信与电子工程学院(集成电路科学与工程学院)航天集成电路与系统团队,面向国家“万星级”星网等建设需求,针对航天型号对集成电路和系统的高可靠要求,聚焦航天集成电路可靠性、航天/低空传感器设计、航天电子系统设计及应用等方向开展研究,研究成果已在多家重点航天单位,以及多型航天型号中获得应用。


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