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“神六”检阅中国IT力量
巧创网络 发表时间 2005-11-3
10月17日5时38分，内蒙古四子王旗阿木古朗牧场着陆场，当身着航天服的费俊龙自主出舱，聂海胜随后走出，挥动鲜花向搜救人员致意时，整个华夏大地沸腾了，
这一刻，距离神舟六号发射115个小时又32分钟。
12日黎明出征，17日黎明返回——中国航天员费俊龙、聂海胜从黎明到黎明的神舟5日之行，在尽情释放全球华人强烈的民族自豪感的同时，也检验着中国的科技实力。
“神舟载人发射是大量的科技关键技术的集成，在这里面，IT系统相当于神经中枢。”著名宇航专家、北京航空航天大学宇航学院博士生导师徐世杰教授在接受记者采访时说，“没有它，整个体系就会瘫痪。”
“IT技术应用是飞船重要的一个方面。” 神舟六号载人飞船系统副总设计师张庆君说，“直接围绕神六工作的计算机有上万台，可以说离开了IT技术，整个工程将无法顺利进行。”
一方面，神舟六号飞船和长征二号F型运载火箭，从产品研制、生产和管理的全过程都运行在IT管理系统“AVIDM”上，生产方式，也从早期靠航天老师傅的敲敲打打，演变成今天的全自动化的数控机床生产。
另一方面，神舟六号的七大系统都普遍涉及到IT技术的应用，尤其是，当“神六”在浩瀚的宇宙中翱翔时，IT就像一张无形的网一样运行在天上，地上，和天地之间。
闪亮的“AVIDM”
张庆君认为，神舟“AVIDM”系统全面运行在“神六”的研发设计和生产管理等环节上，是航天体系IT应用的一个亮点。
从神六开始，他们就开始全面推行类似“无纸化设计”技术，所有文件的处理工程，包括编写、校对、审核、会签、批准以及文件的分发，查阅等，都是通过计算机网络来实现的。这就是神舟“AVIDM”。
张庆君把“AVIDM”看作是一个航天集成设计的软件包。它把CAD，CAM等技术集成在一起，包括计算机辅助设计，辅助制造，文档处理甚至E-MAIL信息在内。张庆君说：“一方面，设计、办公的“无纸化”能节约资源，提高效率；另一方面更重要的是能保证文件的完整性、正确性，有利于对文件状态的控制。”
事实上，神舟“AVIDM”，是航天拥有自主知识产权的协同产品研制管理系统。它萌芽于十多年前在航天设备的计算机辅助设计和管理中，“神五”的研试文件设计就是通过“AVIDM”来设计和管理的。
到“神六”，“AVIDM”已经升级到3.0版本,在基于国际标准J2EE分布式中间平台的支撑下,全面采用Jave、JSP、Applet和WebStart技术,通过基于域的异地联邦系统集成架构和协同工作的环境支持，实现异地、异种计算机硬件设备和应用资源的有机集成。
神舟航天软件技术有限公司总经理车玫认为，神舟六号飞船的设计和制造，是一个涉及到各个航天企业各个部门的复杂工程，既要保证高质量，又要降低研制成本，缩短产品的研制周期，必须尽量用ＩＴ的手段替代人工设计与管理。而“AVIDM”提供了全面的功能集，能满足“神六”复杂产品技术状态的管理目标。
据悉，中国运载火箭研究院总体设计部、中国空间技术研究院总体设计部等部门和“神六”相关的设计、工艺和制造的文档的制作和管理，都是通过“AVIDM”全面实现。
“AVIDM”比一般意义上的协同软件要复杂。包括了项目管理、文挡管理、产品结构与配置管理、工作台面管理、工作流管理、协同工作环境、联邦系统集成、系统管理、产品管理、审计管理、系统建模工具、辅助工具集以及二次开发接口。
在“神六”的制造方面，也同早期靠老师傅搞卫星时，通过简单的机床加工，敲敲打打的人工为主的状态相比，有了翻天覆地的变化，“神六”大部分是用数控机床来制造的，９０％以上都用到CAM等计算机辅助制造技术。
“例如整个舱体的架构，返回舱，轨道舱，包括它的焊接、成形，都是自动化精密机械的加工；而舱门是一个很复杂的组件，就用到一些相应的数控机床。” 张庆君说，“自动化使加工的周期大大缩短，以前需要六七个月的工期，‘神六’可能只需要三个月。更重要的是：产品质量有保证，可重复，可检验，一次生产，成品率比较高”。
为了保证神舟六号的万无一失，在检测的过程中也用了一些计算机的手段。张庆君举了三个例子：其一，用到了一些X光探测，甚至微波探测技术，其相应的理化分析技术必须要由计算机参与；计算机图象信息处理技术，“因为是通过X光来探伤，必须对产品图象处理要比较精细，一些肉眼看不到的裂纹要能够被扫描出来。”张庆军说，“必须用到信息处理技术。”其二，对有害气体成份的分析，则用到了光谱、质谱分析技术，对于近百种化学成份的分析，必须由计算机参与才能准确、无误的完成；其三，安装精度测量技术也需要计算机的参与，飞船有些敏感器彼此之间的位置要求非常精确，因此要进行立体方位测量，立体计算，测量的结果分析和计算，要用计算机来处理的。
密织ＩＴ“天罗地网”
当神舟六号全面执行太空飞行的任务时，围绕着“神六”的七大系统，从天上的宇宙飞船，到地面的指挥控制，再到天地之间的通信和监测系统，ＩＴ就象一只无形的手，在把控和操作着一切。
当宇宙飞船在空间执行任务时，每一步的处理甚至包括宇航员的吃喝拉撒、生存环境都要通过ＩＴ的手段来实现。。
首先，宇航员的生存环境是由一套计算机自动控制系统来保障的。为了保证生存，密封舱的大气环境必须同地面一样，例如温度要在20℃左右、相对湿度要在５０％％左右、氧分压是２０％～３０％，二氧化碳含量不能超过0.2％等，才能有利于航天员身体。用人工是很难控制的，必须用到自动化控制系统。它的探测器本身就是ＩＴ设备，能探测各个大气层的压力，然后通过传感器，检测器对信号进行综合处理；处理完后，再通过自动控制一些相应的设备，来调整他相应的原理，以确定生存所需要的温度、湿度等。
其次，控制飞船在太空中不出轨的飞船的制导、导航与控制（ＧＮＣ）也是有ＩＴ手段参与的一个系统。“神六”搭载的两名宇航员在太空工作和生活多天，期间要在返回舱和轨道舱来回行走，和工作，随时有可能给正常飞行的飞船带来干扰。ＧＮＣ将人在飞船上活动所产生的干扰，通过飞船上敏感的探测器测量出来，然后输入到船载计算机，计算出与设计参数的误差，再对产生的误差进行修正，从而减少航天员活动对飞船产生的干扰，使飞船始终处于安全状态。
至于供地面人员与航天员之间进行话音和图像信息交流的“天地多媒体系统”，则不是通过普通的电话线来完成，而是采用了天地语音通讯系统和专用宽带通信系统。飞控大厅右侧的通信机房、数据传输机房等，与不远处办公大楼内的光纤网和分组交换设备联成一体，并与卫星地面通信站共同构成了通信枢纽。
为了“天地通话”，在飞船上还专门安装了特有的无线电话通信设备和电视传输设备。飞船上每个航天员的头盔上及生活舱内，都配备了受话器器(耳机)和送话器(话筒)以及传送、记录设备，在飞船飞行的各个阶段都可以进行航天员之间的通话交谈，而且这种交谈除了当事人听到外，还要送到地面，使地面指挥人员知道他们在说些什么，以便随时了解和掌握情况。航天员通过与指挥中心的对话，向地面报告飞船的工作状态和航天员自己对问题的分析意见、身体状况和感觉等，然后接受地面指挥员的命令。
“在地面的各个指挥中心运行中心，运行着上万台ＩＴ设备，并以此作为主要的工作手段。” 北京航空航天大学宇航学院博士生导师徐世杰教授再一次强调，“到今天，没有ＩＴ技术，就不可能有航天新科技，更谈不上神舟六号的顺利运行。”
难点如何突破？
北京航空航天大学宇航学院博士生导师徐世杰、神舟六号载人飞船系统副总设计师张庆均、神舟航天软件技术有限公司总经理车玫、“神六”飞船系统制导导航与控制分系统副主任设计师陈朝晖都一致认同，对于“神六”来讲，高可靠性和稳定性是考验硬件和软件的难点所在。
据神舟六号载人飞船系统副总设计师张庆君介绍，在飞船上，有包括几十台计算机在内的各种ＩＴ设备在运行。当飞船运行到外太空时，设备会受到辐射环境的影响，可能会影响到器件信息处理的性能。
一方面，“单离子效应”会使得计算机内存出现异常的变化，存储的数据有可能产生错位。“计算机里面的代码，可能由原来的“1”并成了“0”。”张庆君解释，“这种变化会使计算机运行出现错误，甚至“死机”，无法正常运行。”
另一方面，“拴锁效应”往往会使得工作电流突然增大，损坏使器件。甚至在在真空当中会出现放电效应，也会出现物理变化，从而使软件无法正常运行。“中央电视台里介绍说在南大西洋上空有一个危险的地区。”张庆君说，“就是因为它高能粒子辐射强度比较高，卫星到这儿就会由于辐射影响而出现一些问题。”
因此，神舟六号的设计和制造人员充分地考虑到这些影响，采取了一些防护措施，以保证硬件和软件的安全性和稳定性。
首先，对于神舟六号上的硬件设备，在器件的材质和设计生产上，就采取防护措施，以抵抗空间辐射的影响；如果说器件本身不具备这个能力，则外加一些防护措施，例如采用飞船本身的舱体来做一个保护的屏蔽体，也可以抵挡一部分的辐射信号；或者选用抗辐射能力较强的器件（这会增加投资）。
其次，在设计上采用一些冗余或者冗错的设计。例如，在一些软件编程上面，采用了冗错设计，可以通过多存储区之间的比较，来识别存在问题的存储区；或者自动进行校验，对存储区自动校验，对检出的错误进行自动的纠正。
“神六”飞船系统制导导航与控制分系统副主任设计师陈朝晖说，“我们的原则是，尽量利用现有的条件组成最可靠，最精确的系统。”
为了确保ＧＮＣ系统的高可靠性，一方面，神舟六号设计人员采用了多种手段和冗余技术保证飞船在轨安全飞行，确保航天员安全返回地面；另一方面，同以前的设计缺陷做斗争，
也就是进一步完善神舟六号飞船的ＧＮＣ系统的某些设计功能。
航天拉动IT创新
神舟航天软件技术有限公司总经理车玫认为，信息技术成为航天科技运行的一个重要手段，反过来，神舟号系列飞船的每一次腾飞，所点燃的中国科技飞速发展的雄雄烈火，也包括了对ＩＴ技术创新与应用的促进。
自１９９９年１１月２０日至２１日，神舟一号成功发射并返回，我国在原有的航天测控网基础上新建的、符合国际标准体制的陆海基航天测控网，在这次试验中首次投入使用后，大量的空间科技研究成果更加迅速地转化为产业，如空间通信、导航以及相关制造业。
据悉，仅运用于我国卫星气象观测的相关技术，每年可减少几十亿的经济损失。卫星遥感可用于勘探地球资源，卫星导航定位可为各类交通工具提供高精度的定位及测速信息，卫星通信技术为现代社会提供了电话、电报、传真、数据传输、电视转播、卫星教育、移动通信等上百种业务服务。
“在一定意义上讲，神舟航天软件技术有限公司是随着神舟系列飞船一起成长来的。” 车玫说，“神舟‘AVIDM’伴随着神四、神五、神六的发射已经走到了第三个版本，并从专用的航天工业工作管理平台走向核发电工业、汽车工业等。”
事实上，航天对ＩＴ产业也能产生引导、带动、辐射以及冲击作用，还体现在我国航天信息产业已经初具规模上。航天下属的的ＩＴ企业不乏名流：航天信息股份有限公司（全国电子信息百强企业，曾承担“金税工程”、“金卡工程”、“金盾工程”）；航天四创科技有限责任公司（全国十佳优秀系统集成商之一）；北京长征航天卫星导航技术有限公司（国内最大的船用ＧＰＳ导航仪产品供应商）；北京航天赛维信息系统有限公司（航天行业发展直播卫星应用产业的全权负责单位）等。
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