张秀忠  VLBI 天文测量技术大显身手  让“嫦娥奔月”测轨更精准

银发网 2024-07-01

  中国科学院上海天文台研究员,曾任 VLBI 技术实验室主任,中国科学院探月工程总体部副总工程师,嫦娥一号和嫦娥二号任务测控系统 VLBI 测轨分系统总设计师。




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张秀忠

(1947.08— )

  

  张秀忠同志主要从事天文技术与方法研究、计算技术应用、实时高速数字信号处理和实时控制技术有关的工程技术工作。其中工作难度较大,投入时间较长的有三项 : 一、星载容错计算机研制;二、高性能、高可靠性时统系统研制;三、甚长基线干涉测量技术和应用研究。其间他还参与恒星光干涉仪,空间太阳望远镜,国家大科学工程《中国地震监测网络工程》等工程项目的有关研究工作。

  

  作为技术负责人,张秀忠同志开拓 VLBI 技术应用领域,成功地将VLBI 技术应用于我国首颗月球探测卫星的测定轨任务,为国家战略需求服务。张秀忠同志和团队技术人员一起创造性提出利用 VLBI 高精度测角技术与 USB 测距测速结果综合来实现嫦娥卫星的精密测定轨。这一创新思想在嫦娥一号卫星精密测定轨任务上得到圆满应用。在此基础上,嫦娥二号卫星任务继续采用这一技术方法,通过优化设计,测定轨指标和实时性比嫦娥一号卫星任务有很大提高。同时,VLBI 测轨分系统还承担了 X 波段 DOR 测定轨技术的试验任务,为在嫦娥三号任务中使用这一技术做了充分的准备。

  

  张秀忠同志在 2002 年主持 863—703 研究课题——“空间目标射电干涉测量技术研究”,完成课题涉及的理论研究和试观测实施,完成国内首次准实时 VLBI 观测。他提出导航卫星、深空目标射电干涉测量的可行性、误差分析和初步方案,为 VLBI 技术应用于探月工程打下了基础。

  

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张秀忠工作场景

  

  同时,从 2001 年开始,他积极参与我国月球探测工程的立项论证工作,推动 VLBI 技术在我国探月工程中应用。他与项目组一起,从原理、技术及国内基础等诸方面分析、论证,认为:解决了传统 VLBI 技术的实时性和可靠性两大难题后,天文测量网(VLBI)和国家航天测控网(USB)联合测定轨是我国首颗月球卫星精密测轨的最佳选择。在各方的努力下,我国VLBI 天文测量网,正式成为嫦娥一号工程测控系统的一个分系统。

  

  在三年多的嫦娥二号卫星任务 VLBI 测轨分系统建设和改造过程中,他带领 VLBI 分系统的全体科研人员,克服了工程实施中遇到的种种技术难题,高标准、严要求 , 先后攻克了宽带准实时 VLBI 数据传输技术、多通道准实时 VLBI 相关处理技术等深空目标射电干涉跟踪观测和数据处理的技术难题。在工程实施和技术攻关过程中,他带领科技人员 , 先后完成了星地对接试验任务和 X 波段 DOR 信标的星地接口验证试验任务。在卫星发射前的半年多时间,为了验证分系统的性能,测试分系统执行任务的能力和分系统的可靠性、安全性,先后组织实施了 50 多次的实时观测试验和数十次非实时观测试验,有效地检测了系统的性能、培训了操作人员。这些观测试验,为 VLBI 分系统稳定、可靠、安全地执行嫦娥二号任务提供了有力的保证,也为 VLBI 分系统对嫦娥二号卫星进行高精度测定轨打下了基础。

  

  作为技术负责人,他还带领项目组完成了 VLBI 测轨分系统的关键设备——宽带 VLBI 数字基带转换器的研制任务。在设备指标与国外相同,但起步远远落后的情况下,张秀忠带领项目组加班加点,攻坚克难,顺利完成宽带 VLBI 数字基带转换器研制,成为国际上同类设备中首先投入使用并获得成功的设备。宽带 VLBI 数字基带转换器的采样速率达 1Gsps/ 通道,总带宽达 2GHz。为验证设备的性能 , 他和项目组的科技人员一起 , 进行了上百次的天文观测试验 , 终于验证了系统的性能指标和可靠性。宽带 VLBI数字基带转换器在已执行的嫦娥二号卫星地月转移、月球捕获、环月初期轨道测定轨任务中运行可靠 , 为提高时延测量精度做出了重要贡献。

  

  张秀忠同志严格要求自己,工作责任心强。长期从事技术工作使他积累了丰富的工作经验。在技术总师的岗位上,特别注意发挥年轻科技人员的积极性,推荐优秀年轻科技人员到领导、组织岗位,创造条件使他们快速成长 , 为 VLBI 技术的持续发展打下良好的基础。任务中 , 他注意发挥团队作用,依靠集体的智慧,圆满完成工程要求的各项任务。

  

  (中国科学院上海天文台供稿)