波系统才能在地面接收到和识别出这种微弱电波;
北斗卫星要极其准确的授时系统,即便是采用星载原子钟,那也要研制新一代的时间误差再缩小80%以上的原子钟,原子钟越准,定位误差越小,并且,原子钟还要尽量减重;北斗系统要实现三维定位:,经纬度加海拔高(飞行高度),,多次定位叠加还能测出使用者当前的运动速度和方向。但是!使用者手中的终端机什么卫星都看不见,只有一双耳朵可以接收电磁波。然
后,终端机只能凭借自己同一时间收到的4枚卫星发送过来的信息,计算出自己的三维坐标!
4枚卫星发送过来的信息都是只有卫星序号+时间信息,这是定位终端仅有的用于判别位置的信息。所以,定位终端的计算量很大:它要用到相对论公式,用到一连串复杂的大气层内电磁波折射和光速衰减经验公式,才能根据时间差反算出与各卫星的距离;再根据各卫星与定位终端的距离,结合
终端存储的星座运行图,把运行图代进去,反算得出自己的真实坐标。
让黄昆更抓狂的事情是:这样的终端机的运算芯片,还要做得足够便宜!最好是不要超过现在市场上销售的那种集成电路计算器的价格!
相比之下导航卫星上的芯片还轻松一些。虽然卫星上的芯片运算量还更大、可靠性要求极高、还要能扛宇宙射线,可是一一卫星就发射二十多颗而已,星载芯片可以不计成本“黄教授,1型终端机的价格不超过5000人民币,这是总参那边定下来的,我想,按照半导体性能和价格的逐年增减,到1970年或者1975年,是可以达到的。”南京电子集团的通信工程师、北斗项目组长席克前这么解释。黄昆:“军队一架战斗机上百方,一架轰炸机几百方,军舰和潜艇更贵,能让一个武器平台随时定位出准确位置的工具,卖个一方两方怎么了,很夸张吗。”席克前:“.总参的意思,是这种定位系统,最终要给陆军使用,坦克,装甲车,汽车上面都要装,甚至是...单兵。”黄昆:“芯片我们现在用到了第五代光刻工艺,已经够好的了,但显然第五代光刻机做芯片还做不到你们要的那种性能价格比。要达到那种水平的芯片,得用我们的全新生产线,这种生产线,和你们
的卫星一样,也都还在论证阶段。
席克前:“1970年前能搞定吗?”黄昆:“我只能说尽量。确实,全新生产线肯定可以让芯片的价格急剧下跌,并且全新生产线能生产出集成度更高的芯片,高到你们无法想像的程度。但是1970年能不能用新生产线流片,我们还不敢
打包票。
北斗项目着急找上电协助的原因,是在今年2月,星载原子钟研制成功了,不但没延期,甚至比原计划的定型时间还早了一个月。原子钟全重仅200公斤,在1.4吨的北斗卫星上面甚至可以安装两台,互为备份,保证卫星寿命达到10年。
相比之下,星载芯片和地面终端芯片的研制却比较拖后,南电集团必须找国内微电子领域最强的上电协助“救场”。其实上电可能不只是国内最强,大概也是世界最强。负责总体的南电集团现在最要紧的是把第一套星载芯片给做出来(不计成本的那种),以配合1965年底、1966年初的技术验证星发射。这个技术验证星是验证200公斤级星载原子钟的,但原子钟肯
定也要搭配星载芯片。
技术验证星之后是23枚定位测试星,也一样要星载芯片和原子钟,在1967年初发射。定位测试星要做测试,当然就要有地面终端。所以,1967年初,定位测试星上天、调试完毕的时候,地面终端肯定要生产出来一批,配合天上的3~4枚卫星做定位试验。测试星的试验要维持一年时间,从1967年到1968年上半年。所以,黄昆说地面终端芯片最早也要1970年....这不行。在军事电子科技会议室咆哮之后,黄昆和席克前又“深入交流”了好久,双方妥协的结果是北斗项目迎来了第一次项目超支:
现在就动手做地面终端机的芯片组,用第五代(非接触式掩膜)光刻机流片,为此需要重新设计芯片(因为工艺不同),而且单枚芯片的单价也远超预期。用这种临时版或者beta版芯片,在1967年1月之前生产出200套地面终端机以供测试卫星地面的通信以及定位的准确度。beta版芯片用到1970年,到时候用新的第七代(蒋筑英正在搞的非接触式掩
膜光刻机)生产线生产正式版的芯片、制造地面终端,钱另算(又要多收一轮研制费用,但应该可以保证单台价格在5000人民币)。
为此得额外支出600万人民币,这意味着北斗系统的计划投资从6亿增加到6.06亿。