“伽利略”系统故障事件分析

欧洲伽利略卫星导航系统进展中徐芏月2伽利略系统进展2.1空间段2.1.1伽利略卫星星座伽利略卫星星座由30颗卫星组成（见图3）。

这些卫星均匀分布在3个中高度地球轨道上，其星座构形为Walker27/3/1，并有3颗在轨备份星。

卫星轨道高度为23616km,轨道倾角为560,设计寿命20年。

伽利略卫星(见图4）的尺寸为2，7m xl.2m xl.lm,太阳电池翼展开跨度13m, 发射质量700kg，功率1.6kW，主要有效载荷包括质量为130kg、功率为900W的导航载荷和质量为15kg、功率为50W的搜救转发器。

伽利略卫星发送连续的测距码和导航数据，即使在恶劣情况下，时钟坐标和导航数据每lOOmin上行注入一次，完好性数据每秒钟上行注入一次。

伽利略卫星提供10个右圆极化的导航信号和1个搜救信号。

依据国际电联的规定：导航信号分别在分配的无线电导航卫星系统频段1164~1215MHz、 1260—1300MHz和1559—1591MHz 内发射：搜救信号将在一个紧急服务预留频段( 1544—1545MHz)内广播。

系统采用码分多址( CDMA)扩频技术，各卫星以相同的频率发射信号。

伽利略卫星射频信号的调制除了采用传统的BPSK调刮技术外，还采用一种新的调制技术——二元补偿载波BOC调制。

与BPSK相比，这种调制方式具有较好的抗多路径效应、降低码噪声和易于信号跟踪等优点，将成为未来卫星导航与通信系统信号的有效调制手段。

2.1.2伽利略卫星有效载荷(1)导航有效载荷导航有效载荷主要包括：①授时系统：②信号产生子系统，对载波频率进行格式化、编码和调制；③无线电频率子系统，放大调制载波；④天线子系统，向用户发送导航信号；⑤C频段数据接收系统，负责接收导航电文和完好性数据。

其中，授时系统由星载原子钟以及相对应的功分器、功率合成器、频率分配网络、二次电源模块和锁相环( PLL)电路等部件构成。

星载原子钟是卫星授时系统的核心，包括2台铷钟和2台氢脉泽钟。

说起焊接，你第一时间想到的一定是火花四溅的场景，通过加温或加压破坏金属原先的原子键，冷却后再形成新的原子键，从而实现两种金属材料的连接，这是最常见的焊接方法。

但是这种方法不仅比较危险，焊接过程中产生的辐射、烟尘对人体和环境很不友好，焊接后的材料还会出现气孔、夹渣、裂纹等缺陷，使材料寿命缩短。

长久以来，人们想了很多方法去克服这些缺陷，包括在焊接池中充入惰性气体、用聚焦的激光束作为热源轰击焊件等，但这些方法都无法避开所有的问题。

直到近年来，一种新型焊接技术——摩擦焊的兴起才最终解决了以上问题，而这种技术的出现，也许要归功于航天历史中的一次故障。

多灾多难的“伽利略号”“伽利略号”是美国宇航局制造的木星探测飞船，它的工作使人类获得了木星大气层的第一手资料，大大增进了人们对木星的了解，可算是美国宇航局发射的最成功的探测器之一。

可是，“伽利略号”从诞生到“退休”，曾经历过各种各样的磨难，包括技术、资金和舆论等各方面的压力接踵而来，甚至一度有项目流产的风险。

1989年，“伽利略号”好不容易发射了，却又发生了一个意想不到的故障让“伽利略号”差点没能完成任务。

1991年，“伽利略号”完成了向金星借力进行第一次加速的过程，在返回地球第二次借力的途中，科研人员发出了展开高增益天线的指令，这个天线使探测器能在遥远的木星将数据传回地球。

为了避免天线在太阳照射下损坏，飞船发射时天线像雨伞一样处于收拢的状态，等收到指令时才展开，完全展开之后会给地面发送一个确认信号，可科学家们一直没能等到这个信号。

为了弄清楚远方的“伽利略号”到底发生了什么，科学家们利用“伽利略号”传回来的飞行姿态等有限数据，在地球上使用复制品进行分析和模拟。

排除掉种种可能性后，科学家们最后发现，天线未能完全伸展到位，是因为有三根杆粘在了一起，这让天线看起来就像一把不能完全展开的坏雨伞。

科学家使用了好几种方法试图让天线分开。

第一招是热胀冷缩，他们通过远程指令让探测器进行旋转，先让天线长时间面向太阳暴晒，再将它置于防护罩的阴影中，让它冷却，希望温度差所产生的应力可以让天线分离，但没能奏效。

伽利略1632年因出版《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》(以下简称《对话),宣传和捍卫哥白尼学说而被罗马宗教法庭审判,并判处终身监禁,这是众所周知的事件。

此“伽利略事件”一方面作为宗教压制科学的证据,凸显了宗教与科学的对立冲突;另一方面,伽利略也由此成为与宗教作“斗争”的勇士而备受赞扬。

有学者认为:伽利略是“将科学与宗教脱离和分裂的思想界中去成为领袖人物”。

这个观点正确吗?历史上的伽利略究竟是怎样理解科学与宗教的关系呢?本文从伽利略的科学思想和宗教信仰两个侧面及信仰与理性的关系来尝试展现历史上真实的伽利略。

伽利略的科学与宗教信仰会的分支机构所赞同,但最终还是遭到了宗教裁判所的强烈反对。

5圣经6的确反复提到地球是宇宙的中心并且是静止的,而太阳围绕着它在运动,哥白尼学说则否认了地球为中心且非静止,拥护这个说法的伽利略被认为是背弃了5圣经6的真理。

对此,伽利略写道:/非常虔诚地说,非常谨慎地断定,5圣经6绝不可能说假话0〔12〕。

但是,作为上帝创造物的5自然之书6之结果,伽利略认为它和5圣经6不可能相互冲突,他主张不要把5圣经6提及的地球静止而太阳运动当作可按字面理解的真理,而要当作隐喻性的说法〔12〕134。

既然人们公认两种真理等价,则如果作为理性认识的物理学的理论是正确的,所得的结果必定由正确的认识圣经而得到印证。

信仰不应是盲目的,而应借助理性,借助理性达到对上帝智慧的理解和判断。

因此,作为理性结果的科学应该在其自身领域内不受非理性神学权威的干扰,特别是就此做出裁决。

伽利略在此处隐含了对5自然之书6信仰效力的推崇,这不应看作是对宗教信仰的背叛,而是某种更加深沉、理性信仰的证据。

(4)从科学的观察活动来看伽利略的宗教信仰当伽利略用望远镜观测天空时,他接二连三地发现木卫星,银河的星体性质,金星的各相,土星和土/卫0的奇怪形状,太阳黑点,月亮山,和天上的其他奇观。

他说:/我用我的-镜片.观察了天体;这些天体大得不得了,因此我非常感谢上帝,由于他的垂爱,使我成为观察如此值得赞叹而为过去一向不知的事物的第一人0。

物理实验技术使用中的系统故障分析一、引言物理实验技术在科学研究和工程实践中扮演着重要角色。

然而，即使是最精心设计的实验设备，也会存在系统故障的可能性。

系统故障会导致数据失真、实验不可靠以及时间和资源的浪费。

因此，分析和解决系统故障是物理实验技术使用的关键之一。

二、常见系统故障1. 传感器故障传感器是物理实验中检测和测量各种物理量的关键组成部分。

然而，传感器可能因为老化、损坏、错误校准等原因出现故障。

例如，在光学实验中，光电二极管可能出现曝光不均匀、灵敏度下降等问题，导致实验数据的失真。

识别传感器故障的关键是进行系统检查、校准和定期维护。

2. 电源问题电源是实验仪器正常运行的基础。

如果电源电压不稳定、电流过载或电源噪声较大，会导致实验数据的不准确和仪器损坏的风险。

因此，使用稳定可靠的电源是确保实验技术使用的重要环节。

3. 数据采集和处理错误数据采集和处理是物理实验技术中十分重要的环节。

可能出现的故障包括数据传输错误、仪器与计算机连接问题、软件程序崩溃等。

这些故障会导致数据的缺失或变形，从而影响实验结果的可靠性。

因此，确保数据采集和处理设备的稳定性和可靠性是解决故障的重点。

4. 仪器校准问题仪器校准是保证实验精度和可靠性的关键环节。

如果使用的仪器未进行定期校准，或者校准不准确，将会产生系统误差，进而导致实验结果与真实值之间存在差距。

因此，定期检验和校准仪器是解决故障的关键步骤。

三、系统故障分析方法1. 观察现象当系统故障发生时，首先需要仔细观察现象。

例如，传感器是否显示异常数值、仪器是否发出异常声音或热量、数据是否显示不规律等等。

通过观察现象可以初步判断故障出现的位置和影响。

2. 数据对比和分析在实验技术使用过程中，通常会有对照组或对照数据。

将正常数据与故障数据进行对比和分析，可以更容易地找到故障点。

例如，通过与先前实验结果对比，可以发现数据出现了异常变化，从而确定故障点。

3. 模拟重现有时候，故障现象是偶然出现的，无法在实验过程中观察到。

出啥事了？“伽利略”卫星导航系统事故简析来源：星际智汇作者：王聪“2019年7月13日～18日，欧洲“伽利略”全球卫星导航系统发生大面积信号异常状况——在轨工作的24颗卫星均处于不可用或测试状态，系统随即陷入瘫痪，服务一度中断达117个小时。

此次事故是近年来“伽利略”系统出现的又一起重大运行故障，不仅将打乱该系统正常部署运行步伐，也为未来伽利略导航服务应用的推广蒙上阴影。

”一、伽利略系统概况“伽利略”系统是欧盟自主研发的导航卫星系统，与美国GPS、俄罗斯“格洛纳斯”、中国“北斗”形成四大全球导航卫星系统。

该系统由导航星座和地面运控系统共同构成，由欧洲导航局（GSA）负责星座状态监控与管理。

欧洲“伽利略”全球卫星导航系统该系统星座计划包括30颗卫星，其中24颗正常工作，6颗在轨备份，全部卫星将于2020年完成部署，目前已经发射26颗卫星，正常在轨工作24颗。

“伽利略”地面运控系统由主控中心、地面控制段以及地面任务段组成。

其中主控中心是地面运控系统的核心设施，负责生成与维持系统时间、生成导航电文以及管理地面控制段和地面任务段，其在意大利福齐诺盆地和德国奥伯法芬霍芬地区分别设有1座控制站，两处站点互为备份；地面控制段负责对卫星及星座的管理；而地面任务段则负责与系统导航服务相关任务的控制。

二、故障情况简介此次“伽利略”系统服务中断异常其实在此前已有预警。

早在7月10日，国际GNSS监测评估系统就监测显示，“伽利略”系统曾出现持续3小时的导航信号异常，其中广播星历无法正常更新，全部卫星处于一种间断的非正常状态。

但导航接收机可利用短期内的老旧星历完成常规导航定位，因此此次异常状态仅对部分高精度导航应用造成了一定影响。

随后GSA在7月11日发布异常状态告警，称“伽利略”目前在轨卫星的信号均不能达到最低的导航性能要求，系统初始服务受到影响，且未给出明确的恢复时间。

然而，由于该异常状态迟迟未能解决且持续扩大，GSA在7月13日20时再次发布告警，宣布伽利略初始服务完全中断。