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擺脫國際採購障礙 台灣自主研發太空級GPS接收機

上網時間: 2014年02月27日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:GPS接收機  太空級  國家實驗研究院  衛星  太空中心 

國家實驗研究院(NARLabs)旗下的太空中心宣佈自主開發出太空級 GPS接收機,號稱不但在位置、速度、時間等精度與國際大廠相仿,其他特性如重量、功耗及冷開機時間,甚至超越了國際大廠,有效降低了衛星製作成本,也減少了衛星在太空中可能遭遇的風險。目前此太空級GPS接收機已經通過所有驗證測試,將搭載於福爾摩沙衛星七號上執行任務。

太空中心表示,太空級 GPS 接收機為衛星必備元件,舉凡衛星分辨白天或黑夜、計算衛星姿態及天線指向、決定衛星酬載操作時機等,皆有賴GPS接收機所提供的時間與位置資訊。然而太空級GPS接收機被世界各國列為出口敏感管制項目,台灣已發射的福爾摩沙衛星一號、二號、三號,以及預定於2015年發射之福衛五號,均向國外採購GPS接收機,採購過程遭遇重重困難。

為了突破出口管制,掌握衛星關鍵技術,提升我國衛星自主能量,國家實驗研究院太空中心自主開發出太空級GPS接收機。傳統的太空級GPS接收機係將多個特殊設計晶片組合,重量重,功率消耗高;且系統設計以硬體為主,適應性與擴充性皆受侷限,若要改變功能,晶片(硬體)必須重新設計製作,耗時超過220天。此外,系統計算負擔相當沉重,冷開機時須經過超過100萬次計算方能運作,造成冷開機時間相當長。

國研院太空中心研製的太空級GPS接收器
國研院太空中心研製的太空級GPS接收器
(來源:國家實驗研究院太空中心)

國研院太空中心表示,該中心自主完成之太空級 GPS 接收機,採用通用型晶片,不受出口管制限制,搭配全軟體架構,不但使用的晶片數量少,成本降低,且重量及功耗可較傳統的太空級GPS接收機減少50%以上,進而降低了衛星發展之總體成本;且因以軟體架構為主,改變功能僅需40天即可完成,擴充性亦不受限。

更重要的是,此系統採用較為先進的運算方式,大幅減少運算負擔,因而得以為同一動作重覆運算多次,大幅降低錯誤率;同時冷開機時間亦大幅縮短,此一特性對提高衛星安全性相當重要:衛星平均每三個月會當機一次,傳統的太空級GPS接收機冷開機時間長達8分鐘以上,造成衛星當機後系統重新開機需耗時17分鐘以上。

而衛星每繞行地球一圈,可以接受地面站操控的時間僅12分鐘,因此必須等到繞行第二圈,地面站才能重新掌控衛星動態;國研院太空中心的太空級GPS接收機冷開機僅需1.5分鐘,衛星當機後重新開機到恢復正常僅需10.5分鐘,因此可以在第一時間恢復掌控,確保衛星安全無虞。

國研院太空中心表示,目前此太空級GPS接收機已經通過所有驗證測試,將搭載於福衛七號自主衛星上。其性能優異且成本不高,除將繼續應用於未來福衛系列衛星,也具備進入國際太空元件商業市場之潛力。

國研院太空中心同仁登上玉山測試自主研製之太空級GPS接收器
國研院太空中心同仁登上玉山測試自主研製之太空級GPS接收器
(來源:國家實驗研究院太空中心)

展望未來,太空中心仍將持續精進太空級導航接收機,優化各項參數,包含降低重量、體積及耗電量,以符合小型衛星的巿場需求,提升國際巿場競爭力。自製太空級GPS導航接收機使我國進一步掌握衛星關鍵技術,為落實太空科技自主的目標邁向新的里程碑。





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