6月25日20点，我国新一代中型运载火箭——长征七号火箭在海南文昌航天发射场点火升空，拉开了我国载人航天工程空间实验室任务的序幕。长征七号火箭的首飞成功，标志着我国新一代运载火箭研制取得重大突破，将大幅提升我国进入空间的能力。
作为航天电子专业院，航天九院是长征七号运载火箭电子产品的主要承研单位，提供了占整个运载火箭2/3的电子产品。这些产品遍布火箭的各个部位，发挥着极为重要的作用。
“史上最强大脑”+“耳聪目明五官”
确保火箭精确入轨
长征七号起飞重量597吨，运载能力达到近地轨道13.5吨、太阳同步轨道5.5吨。如此一个庞然大物，却要精准地将有效载荷送至几百公里外的太空，可以说火箭控制系统居功至伟。
九院负责研制生产的箭载计算机和惯性导航设备，构成了火箭控制系统的最核心、最关键的组成部分，担负着确保火箭精确入轨的重任。
国内运载火箭史上的“最强大脑”
“长七”火箭的“大脑”——箭载计算机由九院771所负责研制。作为创造了我国计算机和集成电路发展史上“39个第一”的大型专业研究所，771所突破多项技术难题，使“长七”箭载计算机成为名副其实的国内运载火箭史上最强“大脑”。
一是指令级同步，实现“大脑”更加精准的控制。在传统三模冗余设计的基础上实现了指令级同步技术，可以将“大脑”发出的指令之间的误差由原本的微秒级降低至纳秒级，实现更加精准的控制。
二是1553B总线监控技术，监控“大脑”的运行状态。1553B总线监控技术，可以实现对处理器的所有访问及总线上的所有数据的监控，采用该技术可以使控制系统在不修改飞行程序控制流程的情况下获得更多原始数据，及时有效地发现系统中存在的隐患问题，为系统的故障定位提供判定依据。
三是高速数据交换技术，提高大脑的运行效率。速率陀螺数据并行录取技术，将原来十次串行录取的数据变成一次并行录取；箭地高速串行通信技术，解决了传统总线传输速度慢、传输距离短、长线传输可靠性低的固有问题，传输速度提高了两个数量级；协议双端口存储单元技术，解决了异步设备间的数据交换问题，节省了数据录取与交换的时间开销。通过上述技术的应用简化了飞行软件的设计复杂度，提高了大脑的运行效率。
四是使用FPGA芯片，为大脑“减负”。在以往箭机设计中，大量使用专用集成电路芯片，如此一来，元器件的品种、数量较多，使得箭机的体积、重量、成本难以下降，可靠性、可维护性成本也较高。“长七”箭机研制团队使用FPGA芯片，可将很多专用集成电路芯片的功能通过软件编程实现，这样就降低了元器件的数量，既减少了箭机的体积，又降低了箭机的重量，同时也节约了箭机的成本，还提高了系统的可靠性。
在“金牌火箭”长三甲基础上进行多项改进
与箭载计算机一样，惯性导航设备也是火箭控制系统的核心组成部分。作为利用惯性原理，自主地为火箭提供目标方向指引的重要设备，它负责感知火箭的精准位置和飞行姿态、方位、速度等信息，帮助控制箭体的运行轨迹，将载荷体精确的送入预定轨道。
作为我国最早组建的惯性技术研究设计单位，九院13所为“长七”火箭提供了激光、光纤陀螺捷联惯性测量组合以及横法向表组合等惯性导航设备，为火箭精确入轨做出了重要贡献。
其中激光惯组选用了具有完全自主知识产权的激光陀螺仪作为核心器件。在被誉为“金牌火箭”的长三甲型号用激光惯组的基础上，进行了小型化轻质化设计，使体积和重量减小了1/3以上；选用高等级元器件，并通过降额设计、裕度设计、电磁兼容性设计、环境适应性设计等手段，进一步提高了可靠性。通过型号可靠性增长试验和强化试验考核，飞行可靠性指标大幅提升。
与激光惯组相配合的是光纤惯组。两型惯组通力协作，完成火箭的导航和指引。
多项新技术国内运载火箭首次应用
相比其他型号的测量系统而言，“长七”火箭测量系统参数的种类多、数量大、指标高，对综合测量系统要求很高。作为我国最早从事航天及军工领域测控通信技术及产品研发生产的专业研究所之一，九院704所多项新技术在“长七”上实现国内运载火箭的首次应用。
靶场遥测进入信息高速公路时代
高码率调频遥测技术是新一代运载火箭研制中十大关键技术之一，其主要作用是完成箭上参数采集、编码、数字调制以及功率放大等功能，有效解决基带数据传输中数据延时、信号畸变等方面的影响，从而改善数据传输质量，提高数据传输的可靠性。“长七”火箭中首次应用了地基高码率调频遥测设备，遥测码率容量提升数倍，从而确保靶场遥测全面进入信息高速公路时代。
提高测控网对“长七”火箭的综合测控能力
天基测控技术具有测控覆盖范围广、测控数据传输实时性强等优点，在航天测控领域应用越来越广泛。704所为“长七”火箭配套的S频段中继用户终端，是天基测控技术的首次应用。它由中继测控终端及相控阵天线组成，负责运载火箭飞行过程中天基返向遥测数据传输任务，主要功能是接收火箭平台发送的姿态及轨道等信息，完成箭载遥测数据回传的任务。
为地面测量系统装上“千里眼”
704所为“长七”火箭配套了卫星定位接收机。作为箭上测量系统的重要部分，接收机为火箭提供高精度位置信息，与惯性导航设备进行主动段组合导航，构成了火箭的“方向盘”和地面测量系统的“千里眼”，对火箭高精度入轨和地面测量系统掌握火箭运行情况起到关键作用。该接收机成功突破北斗导航卫星信号快速捕获、高精度测距、高精度定位测速等关键技术，极大地提高了定位精确度及可靠性。
发射场外“深情守望”长七
704所某遥测站位于海南发射场文昌发测站，承担了“长七”火箭首飞起始段的测控任务，“长七”首飞的首段遥测数据就是通过该站接收。704所提供的车载天馈分系统则是遥测站系统的关键部分，由主通道和差通道组成。主通道用于接收遥测信号并传送给接收机，差通道用于提供目标信号的方位、俯仰误差信息，伺服系统依据该误差信息驱动天线指向目标，确保主通道能够以最大增益接收遥测信号。
在“长七”点火、起飞的过程中，704所的天线始终“目不转睛”深情款款地守望着“长七”那婀娜的身姿，确保“长七”上的各种遥测数据能够及时有效地传送到地面，地面可以利用这些遥测数据对“长七”的健康状况和其他飞行状况做出快速准确的判断。
多种传感器/变换器为火箭“站岗放哨”
在长征七号运载火箭中，九院704所共研制了700余台/件用于测量液位、温度、热流、压力、流量、位移、振动等的传感器、变换器。它们像一个个高度警惕的“哨兵”, 遍布于火箭的每一个部位,监测火箭的每一个状态, 并将这些工作状态参数变为电信号传递出来,为火箭的安全飞行保驾护航。
助“长七”创造加注后最长停放纪录
“长七”火箭采用了无毒、无污染的低温燃料，并成功实现低温燃料加注后停放24小时，创下了低温燃料停放最长时间的纪录。其中，704所具备完全自主知识产权的超低温薄膜压力传感器功不可没。该传感器用于测量火箭发动机入口推进剂输送管压力，实现飞行过程中动力系统状态检测。它就像是大管家，掌管着“长七”火箭动力系统的状态，实现了全压测量。
测量结果作为能否点火起飞的判据
在“长七”火箭推进剂增压输送系统、贮箱和发动机中，使用了大量的温度传感器，其中包括近百只704所专门为“长七”研制的低温温度传感器。这些传感器能够及时准确反映出推进剂、发动机温度信息，部分参数测量结果直接作为整箭能否点火起飞的判据。在“长七”任务中，这些温度传感器工作稳定可靠，获取了准确的测量结果，为火箭的成功飞行提供了有效的保障。
对各级发动机精准关机意义重大
耗尽关机传感器主要用于“长七”火箭飞行时各级发动机的关机，对火箭的精确入轨至关重要。基于电容原理的耗尽关机液位测量传感器，是704所为适应火箭新型推进剂研制。因为在低温新型燃料介质中，燃料粘度与以往不同，对传感器准确响应时间提出了更高的要求。该所最终突破数十项关键技术和技术瓶颈，研制出可靠性极高的传感器，填补了低温耗尽关机液位测量空白，处于国际领先水平。
发射前后的这些秘密您知道吗
进行防潮防水灌封加工
海南发射场高温、高湿以及雷电等自然环境，使发射面临新挑战，要求火箭做好“防水”设计。为此，九院200厂和704所为火箭提供了可以防水的电缆网。由于电缆网上绝大部分连接器自身并不具备防潮防水功能，为保证不发生进水漏电等现象，704所和200厂组织工艺人员和一线技术骨干进行分析、讨论，根据不同连接器的规格特性，对交付的近20公里长的电缆网制定相应灌封工艺方法,进行防潮防水灌封加工,确保连接器电性能及插拔不受影响。
时刻为火箭进行“健康体检”
“长七”火箭上天前和上天后，如何判断内部各“器官”正常，是否存在“健康隐患”呢？这就要靠九院771所为火箭研制的各种“医生”了。该所生产的箭地通信计算机、PXI测试计算机以及光纤惯组信号采集处理系统等地面单元测试计算机，均是地面测试控制系统设备，用于对火箭控制设备进行实时测试。形象地说，各种地面计算机就如同医院派出的门诊专家，对火箭的大脑、心脏等关键部位进行实时监控，实时分析数据并反馈给系统。在火箭发射前，箭地通信计算机和PXI测试计算机及时检测箭上设备的状态，确保火箭发射前一切状态正常；火箭发射后进入轨道飞行前，它们又时刻监视大脑和心脏的运行状况，及时处理和接收大脑和心脏传递给自己的信息，为火箭的正常运行发挥着重要的作用。
担负发射前的姿态调整任务
九院693厂研制生产的新一代水平垂直度调整设备，担负着“长七”火箭发射前最后的姿态调整任务。它能时刻感知火箭发射前姿态的微小变化，并把测量信号准确传输到指挥控制中心，进行数据分析和调控，确保火箭以最佳姿态发射。其中的重要部件——水平测量仪，采用全密封结构设计，具有良好的防水防潮性能，保证了测量精度的可靠性。它被安装在各级火箭上，能够自动检测箭体内部大量的性能参数和系统状态参数，避免受发射场测量系统环境的影响，出现信号抗干扰性能差、数据波动大等现象。通过增加垂直度调整设备“双网口”设计，外接计算机操作系统，为火箭测量系统增加了通信传输“双保险”。
断开火箭与发射台之间的“脐带”
九院825厂为“长七”火箭配套研制生产了多个品种和规格的分离脱落电连接器，在火箭整装、测试及准备发射时，通过插头与插座的连接，发挥火箭与地面信息来往的枢纽作用。例如电气信号、数字信号、控制信号等信号的传输，均需通过脱落电连接器的转接。在火箭发射时，收到脱落信号指令后，可进行快速可靠“剪断”分离，断开火箭与地面发射台间的“脐带”连接。
此外，九院200厂为长七火箭生产了助推一级、二级等综合控制器硬件设备，准确执行软件程序命令，控制火箭完成规定的各种动作。而289厂生产的助推数据综合采编设备，能够实时捕捉液压、燃料等参数变化，为火箭发射保驾护航。
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