MIT太空級GPS 衛星自製率破7成

國研院太空中心組長林辰宗展示台灣自製GPS。(徐翠玲/攝影)
國研院太空中心組長林辰宗展示台灣自製GPS。(徐翠玲/攝影)

【記者徐翠玲/台北報導】

繼衛星電腦後,國研院太空中心費時3年研發出世界上開機最快的太空級GPS接收機,不只讓我國衛星元件自製率突破七成(72%),每部造價只要600萬元,比國外1,500~2,000萬元便宜很多。院長羅清祥指出,GPS是控制衛星的關鍵,包括校準衛星、太陽能板調校等,以衛星元件製造自主性而言,自製GPS是很大的成就。

國研院太空中心副主任余憲政指出,高精度GPS接收機不容易取得,目前開放的是中低解析度GPS接收機,全世界都將高精度、太空級GPS接收機列為出口管制項目。

相較於國外以硬體為主、軟體為輔的製作方式,國研院太空級GPS架構以軟體為主、硬體為輔。選用太空級通用型IC取代特殊IC,確保零件不受出口管制限制,IC也由6顆減為2顆,大大減低系統重量及消耗功率。因為不需更改硬體,40天就可完成改版或擴充,比傳統的220天快很多,也加了很多擴充功能,開機時間只需1.5分鐘,創下最快紀錄(法、德製GPS開機需40及8分鐘)。GPS已經通過太空標準環境測試。

台灣製造太空級GPS輕巧、開機速度快、省電、省成本。(國研院太空中心提供)
台灣製造太空級GPS輕巧、開機速度快、省電、省成本。(國研院太空中心提供)

組長林辰宗表示,衛星製程不過4、5年,GPS從正式核發許可到輸出需3~6個月,對衛星製造影響很大。除了美國及大陸(資料保密無法取得)之外,我國自製GPS比英、法、德都優秀。我國自製衛星元件包括衛星電腦、電力控制單元、GPS接收機、陀螺儀、推進系統、噴射推進系統、衛星結構體、衛星飛行軟體等。未來希望能發展X頻天線發射機(transmitter)。

GPS開機時間是黃金1.5分鐘,也是衛星救命1.5分鐘。如果衛星當機即進入危險狀況,當機約每3、4個月發生一次。GPS開機1.5分鐘可確保整個過程在10.5分鐘內回復正常,也讓衛星在第一次通聯時間內恢復正常。

我國自製GPS位置精度是8公尺,但若能縮減到1公尺,就可以做更多用途,例如:預測天氣、海嘯預警、民生應用。1公尺精度指解析度是1公尺,因為要加裝價值百萬元以上的原子鐘,導致GPS造價昂貴,目前只有美國JPL做到,歐洲還在研發中。◇

世界知名太空級GPS接收機比較

  國研院 法國 德國
位置精度(公尺) 8 10 10
速度精度(公尺/秒) 0.01 0.01 0.01
時間精度(微秒) 0.2 1.0 0.2
冷開機時間(分鐘) 1.5 40 8
暖開機時間(分鐘) 0.8 3 3
重量(公斤) 0.8 3 2
功耗(瓦) 4 16 10
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記者徐翠玲/製表    資料來源:國研院太空中心

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