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解读现代化综合航天测控网_4

发表于:2019-11-14 14:24 作者:新闻小编 来源:新闻小编

  人类至今已先后将各种卫星、飞船、航天飞机和空间站等5000多个航天器送入太空。然而,太空并未因此变得杂乱无序,每一个航天器始终按照自己的轨道飞行,偶尔偏离轨道,也能很快迷途知返,这主要依靠地球上庞大的航天测控网。

  我国航天器测控系统已经形成了以西安卫星测控中心为中枢,以十多个固定台站、活动测控站和远望号测量船为骨干的现代化综合测控网。在载人航天工程中,我国的飞船测控系统使用了统一S波段系统,通过同一套发射机和天线系统、接收设备发送或接收遥测和遥控信号以及话音和电视信号。探月的号角吹响后,我国的航天测控网又开始建设探月测控系统,月球探测二期工程将建设35米口径天线深空测控网,提高我国深空测控的能力。未来,我国还将进一步加强深空测控领域的国际合作。

  我国月球探测一期工程的测控通信系统将立足现有的统一S波段(USB)航天测控网和我国天文台的甚长基线射电干涉网(VLBI系统),通过适当的技术改造,满足嫦娥1号月球探测器各飞行阶段的遥测、遥控、轨道测量和导航任务。

  测控系统是怎么工作的?

  统一S波段(USB)工作原理

  统一S波段(USB)航天测控网是指使用S波段的微波统一测控系统。这里的微波统一测控系统是指利用公共射频信道,将航天器的跟踪测轨、遥测、遥控和天地通信等功能合成一体的无线电测控系统。微波统一系统的基本工作原理是:将各种信息先分別调制在不同频率的副载波上﹐然后相加共同调制到一个载波上发出;在接收端先对载波解调﹐然后用不同频率的滤波器将各副载波分开:解调各副载信号使得到发送时的原始信息。微波统一测控系统一般由天线跟踪/角测量系统、发射系统、接收系统、遥测终端、遥控终端、测距/测速终端、时/频终端、监控系统、远程监控或数据传输设备以及其它附属设备组成。

  统一S波段(USB)航天测控网最早是在20世纪60年代美国在执行阿波罗登月计划时首先使用的。60年代初,美国在执行水星号和双子星号载人航天任务时,由于使用了多种频段的设备分別进行不同的工作﹐结果飞船上天线多﹑重量大﹑可靠性差﹐而且地球上也相应设置了十分复杂的设备。为了改变这种情况,美国国家航空航天局提出采用统一S波段(2000~4000兆赫)系统作为阿波罗登月计划的地面保障系统,并在60年代中期建成了以统一S波段为主体的跟踪测控网,从而使航天测控从单一功能分散体制改进为综合多功能体制。

  我国航天器测控系统也经历了从陆地到海上、从国内到国外、从单一体制到多频段多体制等发展阶段。目前已从过去只能同时监控十几颗卫星的测控网,发展到可从容应对几十个乃至上百个航天器的测控管理,并已形成了以西安卫星测控中心为中枢,以十多个固定台站、活动测控站和远望号测量船为骨干的现代化综合测控网。在载人航天工程中,我国的飞船测控系统使用了统一S波段系统,通过同一套发射机和天线系统、接收设备发送或接收遥测和遥控信号以及话音和电视信号。我国月球探测一期工程的测控通信系统将在现有的统一S波段的基础上,通过适当技术改造,满足嫦娥1号月球探测器各飞行阶段的遥测、遥控、轨道测量和导航任务,让远行的嫦娥1号听故乡的声音,感受亲人的深情。

  内部7个系统同时工作

  ①跟踪测量系统:跟踪航天器,测定其弹道或轨道。

  ②遥测系统:测量和传送航天器内部的工程参数和用敏感器测得的空间物理参数。

  ③遥控系统:通过无线电对航天器的姿态、轨道和其他状态进行控制。

  ④计算系统:用于弹道、轨道和姿态的确定和实时控制中的计算。

  ⑤时间统一系统:为整个测控系统提供标准时刻和时标

  ⑥显示记录系统:显示航天器遥测、弹道、轨道和其他参数及其变化情况,必要时予以打印记录。

  ⑦通信、数据传输系统:作为各种电子设备和通信网络的中间设备,沟通各个系统之间的信息,以实现指挥调度。

  航天测控的主要内容

  陆地测控

  航天测控的基本组成是遍布全球的陆地测控站。为确保对航天器轨道的有效覆盖并获得足够的测量精度,通常利用在地理上合理分布的若干航天测控站组成航天测控网。因此根据测控区域的要求,陆地测控站分布范围很广,可以建在本国境内,也可以建在全球任何适于测控的地方

  海洋测控

  海上测量船是对航天器及运载火箭进行跟踪测量和控制的专用船。它是航天测控网的海上机动测量站,可以根据航天器及运载火箭的飞行轨道和测控要求配置在适当海域位置。其任务是在航天控制中心的指挥下跟踪测量航天器的运行轨迹,接收遥测信息,发送遥控指令,与航天员通信

  飞机测控

  测量飞机是航天测控网中的空中机动测控站,可部署在适宜的空域,配合和补充陆上测控站和海上测量船的工作,加强测控能力。测量机上装载天线,遥测接收、记录、时统、通信、数据处理等设备及控制台

  卫星测控

  天基测控卫星主要是利用通信卫星和跟踪与数据中继卫星系统,跟踪与数据中继卫星系统是一种可跟踪地球轨道飞行器并将数据传回地面站的空间中继站,该系统主要用于实时中继传输各类低轨航天器用户的信息

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