我國航天測控系統(tǒng)主要是導(dǎo)彈測控系統(tǒng)和衛(wèi)星觀測系統(tǒng)彭铐。導(dǎo)彈測控系統(tǒng)創(chuàng)建于20世紀(jì)中期螃成,而衛(wèi)星觀測系統(tǒng)創(chuàng)建時間則要稍微晚于導(dǎo)彈測控系統(tǒng)朗儒。經(jīng)過40多年的發(fā)展,我國測控系統(tǒng)的通信技術(shù)有了長足的發(fā)展吮炕,總體涉及技術(shù)都跨入了當(dāng)今世界先進(jìn)行列腊脱。
航天測控網(wǎng)是指對航天器進(jìn)行測量控制的專用網(wǎng)絡(luò),其主要任務(wù)是對航天器進(jìn)行檢測和控制龙亲,以及和航天器進(jìn)行一系列的數(shù)據(jù)交互陕凹。 目前我國正在使用的航天測控系統(tǒng)主要包含了統(tǒng)一C頻段航天測控網(wǎng)、統(tǒng)一S頻段航天測控網(wǎng)吻讽;同時國家正在積極開發(fā)和建設(shè)天基測控通信網(wǎng)和深空測控通信網(wǎng)贸薇。
我國航天測控網(wǎng)的主要特點是統(tǒng)一規(guī)劃,設(shè)站較少值资,效益高鸡犯;各類車載、船載站可以根據(jù)需要靈活配置雏仆,機(jī)動使用葫柴;多數(shù)測控設(shè)備可以箭、星通用狠浮;數(shù)據(jù)格式及接口實現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化舍辐、規(guī)范化拔若。目前,已實現(xiàn)高精度測量帶和中精度測控網(wǎng)交叉使用技術(shù)陆拐,能為各種軌道的航天器發(fā)射提供測控支持取铃。
根據(jù)我國航天活動的發(fā)展規(guī)劃,在衛(wèi)星應(yīng)用與科學(xué)探測領(lǐng)域丛楚,將繼續(xù)發(fā)展一系列探測通信衛(wèi)星族壳,如環(huán)境與災(zāi)害監(jiān)測衛(wèi)星、地球資源探測衛(wèi)星等等趣些。航天活動的持續(xù)發(fā)展給航天測控系統(tǒng)帶來了新的挑戰(zhàn)和發(fā)展機(jī)遇仿荆。新的測控需求主要表現(xiàn)在以下幾個方面:
(1)更高的軌道精度
對于對地觀測衛(wèi)星這種近地衛(wèi)星提出高精度的軌道測量和定位精度的同時,一些外星球探測器類型的衛(wèi)星則需要確定航天器間的相對位置精度這種更高的要求坏平。
(2)更高的數(shù)據(jù)傳輸速率
隨著對地觀察類衛(wèi)星的大量應(yīng)用拢操,測控網(wǎng)需要高速率的數(shù)據(jù)傳輸能力,測控通信業(yè)務(wù)傳輸速率將突破300 Mb/s舶替。
(3)更多的測控目標(biāo)和更復(fù)雜的測控任務(wù)
隨著航天技術(shù)的發(fā)展令境,衛(wèi)星應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)展,未來一段時間內(nèi)將有大量軍事衛(wèi)星和民用衛(wèi)星發(fā)射入軌顾瞪,由多顆衛(wèi)星組成的衛(wèi)星星座應(yīng)用使得衛(wèi)星在軌數(shù)量激增舔庶。同時,在傳統(tǒng)單顆衛(wèi)星的測控任務(wù)外陈醒,對多星的同時測控支持惕橙、多星及星座在軌運(yùn)行管理等增加了航天測控網(wǎng)的負(fù)擔(dān)和操作復(fù)雜性。
(4)更遠(yuǎn)的測控距離
我國現(xiàn)在主要還停留在對月探索的階段钉跷,但在未來一定會走向更遠(yuǎn)的深空告岸。遙遠(yuǎn)的距離會帶來巨大的時延,使信號微弱册榔,并限制深空數(shù)據(jù)傳輸速率指模,這些困難使得測控系統(tǒng)必須盡可能地采用最先進(jìn)的技術(shù),不斷提高通信鏈路和測控精度瘤薪。
(5)更低的探索成本
隨著航天測控網(wǎng)規(guī)模的日益龐大季糜,材料費用以及后期的維護(hù)費用都非常高昂,這些都使降低航天測控任務(wù)的總費用成為國際航天界的重要課題卤索。之前美國已經(jīng)有人開發(fā)出了運(yùn)載火箭發(fā)射后再回收的技術(shù)恰除,這樣就大大節(jié)省了一筆開支,是一個很好的研究課題斯泥。
而在大的發(fā)展方向上诵藐,也有以下幾個方向可以探索:
(1)補(bǔ)充完善適于小衛(wèi)星、星座及組網(wǎng)的測控手段
當(dāng)今世界,小衛(wèi)星項目非巢嵫火熱扑轮,是航天領(lǐng)域的熱點項目,在我國也非常受重視吠昭。也許十年之后喊括,我國的小衛(wèi)星數(shù)量會超過我國衛(wèi)星總量的一半以上。就目前的小衛(wèi)星測控來說矢棚,還有一些方面尚需提升郑什。主要是多星測控管理方面和小衛(wèi)星的地面高效綜合設(shè)備方面,提高測控系統(tǒng)的資源利用效率和降低設(shè)備運(yùn)作費用蒲肋。
目前蘑拯,我國投入使用的小衛(wèi)星不多,而且在技術(shù)上的跨度并不大兜粘,小衛(wèi)星重量申窘、體積、結(jié)構(gòu)設(shè)計等方面比較相似孔轴,所以任然可以用常規(guī)的TTC方案剃法。所以我國近些年發(fā)展小衛(wèi)星測控的規(guī)劃思路應(yīng)該是以實現(xiàn)對信息獲取小衛(wèi)星及星座的測控支持為首要突破口研究未來大型小衛(wèi)星網(wǎng)的測控和管理技術(shù),同時充分發(fā)揮現(xiàn)有測控網(wǎng)的作用路鹰,避免重復(fù)投入贷洲。
網(wǎng)內(nèi)部分主站可以進(jìn)行適當(dāng)改造以適應(yīng)在軌小衛(wèi)星,同時研制必要的機(jī)動型小衛(wèi)星地面高效綜合測控設(shè)備慢杜,共用互補(bǔ), 提高測控網(wǎng)的綜合性能。
現(xiàn)有部分設(shè)備可做相應(yīng)提升改造凌宫,使其符合CCSDS建議的標(biāo)準(zhǔn)炫咱,并且滿足多用戶、多數(shù)據(jù)類型的操作條件麻坯。整體提高通信系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸能力以及穩(wěn)定性以應(yīng)對各種狀況投圣。
(2)建立空間信息資源應(yīng)用管理網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)
航天測控系統(tǒng)是高投入、高回報的項目毙帚,同時也存在著高風(fēng)險脓脸。以現(xiàn)今的狀況來看,如果能形成一個衛(wèi)星系統(tǒng)熔布,把各類數(shù)據(jù)資源整合辐椎,進(jìn)行綜合利用,將會大大提高航天系統(tǒng)資源利用效率默徘。
在我國中繼衛(wèi)星發(fā)射以后恰岳,數(shù)據(jù)獲取及數(shù)據(jù)傳輸能力得到改善,各衛(wèi)星可將數(shù)據(jù)匯集到同一中心,工作效率以及數(shù)據(jù)的處理能力都能有較高的提升没隘。我國的空間資源地面站系統(tǒng)會將獲取的信息集中管理懂扼,按權(quán)限打包分發(fā),提高空間信息系統(tǒng)所獲信息的時間分辨率右蒲、目標(biāo)分辨率和識別能力阀湿。這樣既可以避免重復(fù)投資,又能充分發(fā)揮航天系統(tǒng)和測控網(wǎng)的利用率和效益瑰妄。
(3)建設(shè)和完善空間目標(biāo)監(jiān)視系統(tǒng)
完善的小衛(wèi)星體系也可以成為空間目標(biāo)監(jiān)視系統(tǒng)陷嘴,主要的技術(shù)關(guān)鍵是對目標(biāo)的精密定位和預(yù)測,難點方向在于大氣模型的動態(tài)監(jiān)測翰撑。主要作用是對某些狀態(tài)的分析和預(yù)測罩旋,如軌道參數(shù)、環(huán)境分析眶诈、輻射特征等等涨醋。通過對空間態(tài)勢的評估反饋相應(yīng)的目標(biāo)信息。
同時還可以將空間目標(biāo)偵察監(jiān)視系統(tǒng)和人衛(wèi)觀測系統(tǒng)與我國航天測控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)相配合逝撬,形成完整的監(jiān)視體系浴骂,可以進(jìn)行系統(tǒng)的統(tǒng)籌規(guī)劃和針對性的觀測,這是非常有必要的愚矗,也是非常迫切的能航。
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