微波統(tǒng)一測(cè)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)及建議

王 彬，劉友永,2

(1.中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第五十四研究所,河北 石家莊 050081；2.CETC 航天信息應(yīng)用技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河北 石家莊050081)

微波統(tǒng)一測(cè)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)及建議

王 彬1，劉友永1,2

(1.中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第五十四研究所,河北 石家莊 050081；2.CETC 航天信息應(yīng)用技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河北 石家莊050081)

面向未來(lái)航天測(cè)控任務(wù)的新需求和微波統(tǒng)一測(cè)控系統(tǒng)的現(xiàn)實(shí)挑戰(zhàn)，在國(guó)內(nèi)外測(cè)控通信技術(shù)發(fā)展需求的基礎(chǔ)上，梳理了微波統(tǒng)一測(cè)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)的幾點(diǎn)考慮：現(xiàn)有系統(tǒng)的信息化智能化發(fā)展趨勢(shì)、PNT服務(wù)的多樣化高精度與自主化、射頻與光學(xué)測(cè)控通信和天地一體化網(wǎng)絡(luò)等，并著重提出了相應(yīng)的技術(shù)發(fā)展方向和關(guān)鍵技術(shù)建議，以滿足我國(guó)微波統(tǒng)一測(cè)控系統(tǒng)更高、更遠(yuǎn)、更快和更多的發(fā)展需求。

微波統(tǒng)一測(cè)控系統(tǒng)；自主化PNT；光電混合測(cè)控通信；天地一體化信息網(wǎng)絡(luò)

0 引言

我國(guó)微波統(tǒng)一系統(tǒng)設(shè)備歷經(jīng)二十余年的發(fā)展，逐漸形成了S波段統(tǒng)一測(cè)控系統(tǒng)、C波段統(tǒng)一測(cè)控系統(tǒng)、擴(kuò)頻統(tǒng)一測(cè)控系統(tǒng)和深空測(cè)控系統(tǒng)等[1]，其系統(tǒng)設(shè)計(jì)日臻成熟，并且在關(guān)鍵器件國(guó)產(chǎn)化、軟件無(wú)線電設(shè)計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)化研制、遠(yuǎn)程監(jiān)控和自動(dòng)化運(yùn)行等方面取得了長(zhǎng)足進(jìn)步，已成為我國(guó)地面航天測(cè)控網(wǎng)主干設(shè)備，具備S、C、X和Ka頻段的航天任務(wù)支持能力。

未來(lái)航天測(cè)控任務(wù)將具有任務(wù)復(fù)雜化、目標(biāo)多樣化、信息綜合化和測(cè)控通信一體化等特征，則要求微波統(tǒng)一系統(tǒng)具有更高軌道覆蓋、更高的測(cè)定軌精度、更高的數(shù)據(jù)速率和更遠(yuǎn)的作用距離，能夠承擔(dān)更多目標(biāo)、更加復(fù)雜的測(cè)控通信任務(wù)。然而隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、導(dǎo)航技術(shù)、通信技術(shù)、天基測(cè)控技術(shù)和光學(xué)技術(shù)等新技術(shù)的發(fā)展，對(duì)傳統(tǒng)地基微波統(tǒng)一系統(tǒng)提出了挑戰(zhàn)，對(duì)傳統(tǒng)的航天測(cè)控概念提出了挑戰(zhàn)[2]，如：天基測(cè)控通信對(duì)地基測(cè)控通信的挑戰(zhàn)[3]；天地綜合信息網(wǎng)絡(luò)對(duì)專門(mén)測(cè)控通信系統(tǒng)的挑戰(zhàn)[4-5]；網(wǎng)絡(luò)化測(cè)控通信對(duì)傳統(tǒng)分離測(cè)控通信系統(tǒng)的挑戰(zhàn)；各種導(dǎo)航技術(shù)對(duì)無(wú)線電外測(cè)的挑戰(zhàn)[6-7]；航天器自主導(dǎo)航對(duì)人在回路的測(cè)控通信的挑戰(zhàn)；光學(xué)測(cè)控通信對(duì)射頻測(cè)控通信的挑戰(zhàn)[8-9]等。因此，需要在航天測(cè)控的新形勢(shì)、新需求下，梳理出微波統(tǒng)一系統(tǒng)的未來(lái)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，并給出相應(yīng)的發(fā)展建議。

1 微波統(tǒng)一系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)

根據(jù)我國(guó)微波統(tǒng)一系統(tǒng)現(xiàn)狀和航天活動(dòng)中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃，并借鑒其他航天強(qiáng)國(guó)的發(fā)展規(guī)劃及技術(shù)發(fā)展路線圖等，給出對(duì)我國(guó)微波統(tǒng)一系統(tǒng)及其技術(shù)在今后一段時(shí)間及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)的幾點(diǎn)考慮。

1.1 深挖現(xiàn)有測(cè)控設(shè)備的潛力，向信息化、智能化方向發(fā)展

從航天任務(wù)規(guī)劃和航天測(cè)控系統(tǒng)的發(fā)展情況看，近地衛(wèi)星、地球同步衛(wèi)星、載人航天飛船、空間實(shí)驗(yàn)室和返回式飛船等將是今后一段時(shí)間的主要管控及服務(wù)目標(biāo)[10]，遠(yuǎn)期可能會(huì)延伸到拉格朗日點(diǎn)、火星或更遠(yuǎn)的外層空間[11]。更高精度、更多目標(biāo)、更加高效、更加智能和更低成本等仍是地基測(cè)控通信網(wǎng)不斷追逐的目標(biāo)，因此需要深挖現(xiàn)有微波統(tǒng)一系統(tǒng)潛力，不斷優(yōu)化地基測(cè)控通信網(wǎng)絡(luò)，主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：

① 深挖設(shè)備潛力，優(yōu)化測(cè)控網(wǎng)絡(luò)，不斷向更高精度邁進(jìn)。

更多目標(biāo)、更高精度是測(cè)控設(shè)備發(fā)展的永恒追求。根據(jù)航天任務(wù)發(fā)展需要，地球同步軌道衛(wèi)星、各種應(yīng)用衛(wèi)星對(duì)高精度測(cè)定軌的要求越來(lái)越強(qiáng)烈。因此應(yīng)深挖現(xiàn)有測(cè)控設(shè)備潛力，突破影響精度的“瓶頸”因素，尋求新的技術(shù)體制[12-14]和誤差修正方法[15]等，不斷優(yōu)化地基測(cè)控網(wǎng)絡(luò)布局和能力，向更多目標(biāo)、更高精度的方向邁進(jìn)。

② 加強(qiáng)測(cè)控設(shè)備的綜合化、小型化、數(shù)字化、模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化。

目前，測(cè)控通信設(shè)備已實(shí)現(xiàn)了單天線多頻段的綜合，實(shí)現(xiàn)了多功能信道一體化，實(shí)現(xiàn)了測(cè)距、測(cè)速、遙測(cè)、遙控和中低速數(shù)傳基帶等功能的一體化終端，以及單站多天線系統(tǒng)的“池式”資源調(diào)度配置和集中監(jiān)控共享后端設(shè)備，基本實(shí)現(xiàn)了測(cè)站“有人值守，無(wú)人操作”的設(shè)備自動(dòng)化運(yùn)行和自動(dòng)故障診斷等。

未來(lái)的測(cè)控通信設(shè)備應(yīng)不斷加強(qiáng)設(shè)備的綜合集成、小型化、網(wǎng)絡(luò)化和開(kāi)放性，不斷提高數(shù)字化水平，建立完善的設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)體系和維護(hù)機(jī)制，依據(jù)相應(yīng)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)(如CCSDS標(biāo)準(zhǔn)等)形成模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品，基于先進(jìn)的微波光子技術(shù)、光纖傳輸技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等不斷走向“模塊化的小測(cè)站大中心”的系統(tǒng)架構(gòu)配置[16]，同時(shí)注重測(cè)控通信設(shè)備的安全防護(hù)。

③ 不斷加強(qiáng)測(cè)控設(shè)備的智能化、信息化和自動(dòng)化水平。

隨著未來(lái)航天任務(wù)的復(fù)雜化和航天應(yīng)用的多樣化，測(cè)控設(shè)備不會(huì)僅局限于現(xiàn)有的測(cè)量、控制和數(shù)傳功能，隨著通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和云計(jì)算等技術(shù)的發(fā)展，未來(lái)“測(cè)站+中心”將在高速信息傳輸、信息融合的基礎(chǔ)上，成為具有感知、認(rèn)知、測(cè)控、通信、導(dǎo)航和決策等能力綜合化、智能化的系統(tǒng)，并不斷提高其管理信息化和智能化水平、設(shè)備自動(dòng)化水平等。

④ 積極開(kāi)展國(guó)際合作，降低效費(fèi)比。

在測(cè)控設(shè)備滿足國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的前提下，通過(guò)廣泛地、有計(jì)劃地開(kāi)展國(guó)際合作，可充分利用不同地域或國(guó)家的測(cè)控資源，提高軌道覆蓋和測(cè)控精度，節(jié)省各國(guó)的航天測(cè)控費(fèi)用，也能夠促進(jìn)我國(guó)航天測(cè)控技術(shù)的進(jìn)步，提升我國(guó)航天測(cè)控在國(guó)際航天領(lǐng)域的知名度和影響力。因此，未來(lái)應(yīng)綜合利用全球地面測(cè)控資源，在獨(dú)立自主、平等互利的前提下積極開(kāi)展國(guó)際測(cè)控合作，尤其是在深空探測(cè)、天文觀測(cè)等領(lǐng)域，降低效費(fèi)比同時(shí)也利于提高系統(tǒng)觀測(cè)精度。

1.2 重塑PNT服務(wù)，向綜合化、高精度和自主化方向發(fā)展

NASA在其未來(lái)發(fā)展規(guī)劃中重新進(jìn)行了業(yè)務(wù)梳理、歸納，將數(shù)傳、遙測(cè)和遙控等信息傳輸歸口為通信業(yè)務(wù)，將無(wú)線電跟蹤測(cè)量、導(dǎo)航和授時(shí)等業(yè)務(wù)統(tǒng)一歸結(jié)為PNT(Positioning、Navigation and Timing)服務(wù)。因此，未來(lái)航天器的PNT將表現(xiàn)出綜合化、高精度和自主化的趨勢(shì)[17]。

目前，NASA的定位、導(dǎo)航與授時(shí)手段主要有地基和天基無(wú)線電測(cè)量跟蹤系統(tǒng)、GNSS系統(tǒng)、激光測(cè)距系統(tǒng)和光學(xué)導(dǎo)航設(shè)備(如星跟蹤器、目標(biāo)成像)等，能夠滿足當(dāng)前的航天任務(wù)。但是，未來(lái)航天任務(wù)中，精確著陸、交會(huì)、編隊(duì)飛行、與機(jī)器人協(xié)作、遠(yuǎn)距離操作以及航天器自主導(dǎo)航與操控等需求，對(duì)絕對(duì)和相對(duì)導(dǎo)航精度提出了更新更高的要求，需要發(fā)展多種自主導(dǎo)航、相對(duì)導(dǎo)航、近距導(dǎo)航技術(shù)及其綜合應(yīng)用技術(shù)。需要更多地利用星上設(shè)備通過(guò)星間激光/微波鏈路和星地鏈路等進(jìn)行協(xié)同作業(yè)和信息交互，實(shí)現(xiàn)高精度測(cè)量、自主導(dǎo)航作業(yè)和授時(shí)等[18]。

GPS系統(tǒng)易受干擾性已成為GPS應(yīng)用中的共識(shí)，需要開(kāi)展多手段的PNT服務(wù)體系，如利用多導(dǎo)航源建立PNT綜合系統(tǒng)、研究可交換能力的PNT解決方案、建立PNT系統(tǒng)與通信系統(tǒng)的協(xié)同能力，提高PNT服務(wù)的強(qiáng)健性等。

1.3 走向更高頻段，射頻和光學(xué)測(cè)控通信系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)

更高的數(shù)據(jù)速率、更高的測(cè)量精度以及更遠(yuǎn)的作用距離都要求微波統(tǒng)一系統(tǒng)的頻段、帶寬向更高發(fā)展。NASA在其TDRSS系統(tǒng)、深空網(wǎng)和IPN網(wǎng)絡(luò)等的星間、星地的測(cè)控通信鏈路中都使用了Ka頻段；中繼星系統(tǒng)、深空測(cè)量站也規(guī)劃使用了Ka頻段，也將作為我國(guó)未來(lái)天地一體化綜合信息網(wǎng)的主要工作頻段[19]。

而激光測(cè)量通信技術(shù)具有測(cè)量精度高、通信容量巨大、碼速率高、抗干擾能力強(qiáng)、保密性好和鏈路終端體積小、重量輕、功耗低等優(yōu)勢(shì)，已被公認(rèn)是星間(LEO星座)、軌道間(LEO -GEO)、同步衛(wèi)星與深空探測(cè)器之間及星-地間海量、超高速數(shù)據(jù)傳送的有效方式。同時(shí)其測(cè)距精度可非常容易達(dá)到cm級(jí)，技術(shù)優(yōu)勢(shì)明顯。NASA、ESA和JAXA等機(jī)構(gòu)開(kāi)展了大量研究及演示驗(yàn)證試驗(yàn)工作[20-21]，技術(shù)成熟度不斷提高，其通信速率最高達(dá)到了2.5 Gbps，測(cè)距精度達(dá)到了3 cm量級(jí)。

然而，光學(xué)測(cè)控通信系統(tǒng)易受天氣影響難以全天候工作，其光束發(fā)散角極小、捕獲跟蹤難度大，在一定程度上會(huì)限制其未來(lái)應(yīng)用，因此NASA將發(fā)展射頻技術(shù)同時(shí)并行發(fā)展光學(xué)測(cè)量通信能力作為一個(gè)重要研究領(lǐng)域，從而實(shí)現(xiàn)其優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。

1.4 著重發(fā)展天基測(cè)控網(wǎng)，構(gòu)建天地一體化綜合信息網(wǎng)絡(luò)

隨著航天任務(wù)不斷向深空推進(jìn)，傳統(tǒng)的航天測(cè)控模式已不能滿足信息傳輸?shù)男枰酝c(diǎn)對(duì)點(diǎn)的傳輸方式獨(dú)存的局面將不復(fù)存在。用戶航天器之間、中繼衛(wèi)星之間、用戶航天器與中繼衛(wèi)星之間的互聯(lián)互通成為空間信息系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢(shì)和要求，研究并建設(shè)包括地基測(cè)控網(wǎng)、天基測(cè)控網(wǎng)和深空測(cè)控網(wǎng)在內(nèi)的空間信息傳輸系統(tǒng)勢(shì)在必行。

發(fā)展天地一體化綜合信息網(wǎng)絡(luò)[22]，可從根本上解決測(cè)控通信的高覆蓋率和信息高效傳輸問(wèn)題，解決高精度測(cè)定軌和大容量信息傳輸問(wèn)題，緩解多星測(cè)控的壓力，是世界航天測(cè)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)。

NASA在其2030前NASA空間通信與導(dǎo)航計(jì)劃[23]，提出將近地網(wǎng)、天基網(wǎng)和深空網(wǎng)整合成一個(gè)統(tǒng)一的綜合網(wǎng)絡(luò)，采用CCSDS國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，利用其所有資源向用戶提供通信與導(dǎo)航業(yè)務(wù)(前向數(shù)據(jù)傳輸、返向數(shù)據(jù)傳輸、無(wú)線電測(cè)量、定位與授時(shí)等)。綜合網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)分3個(gè)階段進(jìn)行：2015年前，3個(gè)測(cè)控網(wǎng)保持獨(dú)立，增加擴(kuò)展測(cè)控網(wǎng)功能的新能力，滿足近期任務(wù)需求；2018年前，將3個(gè)測(cè)控網(wǎng)綜合成統(tǒng)一的通信與導(dǎo)航綜合網(wǎng)絡(luò)，利用NASA所有資源提供標(biāo)準(zhǔn)化通信與導(dǎo)航業(yè)務(wù)，在地球范圍內(nèi)使用DTN和IP協(xié)議實(shí)現(xiàn)空間組網(wǎng)；在2025年前，進(jìn)一步擴(kuò)展綜合網(wǎng)能力，研制近地和深空光學(xué)通信與跟蹤系統(tǒng)，滿足NASA遠(yuǎn)期探測(cè)與科學(xué)研究目標(biāo)。

2 重點(diǎn)發(fā)展方向及關(guān)鍵技術(shù)

緊跟微波統(tǒng)一系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)，需要預(yù)先開(kāi)展其重點(diǎn)方向及其關(guān)鍵技術(shù)研究，下面將簡(jiǎn)要論述。

2.1 在深挖現(xiàn)有測(cè)控設(shè)備潛力方面

在實(shí)現(xiàn)更高精度方面，需要解決限制現(xiàn)有測(cè)控通信設(shè)備的“瓶頸因素”，需要重點(diǎn)研究高精度測(cè)量中的系統(tǒng)誤差標(biāo)校技術(shù)，cm級(jí)空間傳播介質(zhì)延遲修正技術(shù)，發(fā)展高精度新體制干涉測(cè)量技術(shù)(SBI和CEI)、單向測(cè)距測(cè)速技術(shù)等，突破測(cè)控設(shè)備的誤差在線標(biāo)校方法、基于GPS和WVR的電離層和對(duì)流層延遲修正技術(shù)、SBI和CEI的系統(tǒng)標(biāo)校及整周期解模糊技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)。

在實(shí)現(xiàn)更多服務(wù)目標(biāo)方面，需要重點(diǎn)研究Ka波段相控陣天線技術(shù)、單站多目標(biāo)測(cè)控技術(shù)和分布式陣列多目標(biāo)測(cè)控技術(shù)等，需要突破Ka波段相控陣天線設(shè)計(jì)與TR組件、共形陣列天線設(shè)計(jì)、多波束形成技術(shù)和分布式陣列的高精度時(shí)頻同步等關(guān)鍵技術(shù)。

在更遠(yuǎn)距離方面，研究干涉測(cè)量技術(shù)、下行天線組陣技術(shù)[24]、上行天線組陣技術(shù)、超高精度和穩(wěn)定度時(shí)鐘技術(shù)、精密時(shí)頻同步技術(shù)、超低噪聲溫度放大器技術(shù)、深空網(wǎng)大功率發(fā)射機(jī)技術(shù)、高效調(diào)制解調(diào)技術(shù)、高效編譯碼技術(shù)[25]等，需要著重突破nrad量級(jí)的△DOR測(cè)量技術(shù)、極微弱深空信號(hào)的高效合成算法、多天線開(kāi)環(huán)合成及系統(tǒng)在線標(biāo)校技術(shù)、ps量級(jí)的光纖時(shí)頻同步網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、百千瓦量級(jí)的X波段調(diào)速管功放和極低噪聲的射頻放大器等。

在設(shè)備綜合化、小型化、數(shù)字化、模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化方面，需要重點(diǎn)研究微波光子學(xué)在信道綜合中的應(yīng)用、數(shù)字化軟件定義綜合終端及其架構(gòu)、系統(tǒng)配置與重構(gòu)和研究CCSDS等相關(guān)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)等。在智能化和信息化方面，需要重點(diǎn)研究系統(tǒng)自動(dòng)化運(yùn)行及故障檢測(cè)、健康管理、多任務(wù)多目標(biāo)管理、多源信息融合和信息管理等技術(shù)。

2.2 在高精度自主化PNT方面

重點(diǎn)研究基于X射線脈沖星的高精度衛(wèi)星自主導(dǎo)航技術(shù)、星載高精度頻率源技術(shù)、星間/星地鏈路技術(shù)、星間/星座相對(duì)測(cè)量技術(shù)、衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)時(shí)頻同步技術(shù)、智能天線技術(shù)、多源信息融合技術(shù)、自主導(dǎo)航技術(shù)和系統(tǒng)健康管理及服務(wù)技術(shù)等。在空間互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中時(shí)間和頻率高精度分發(fā)與同步技術(shù)。

重點(diǎn)研究自適應(yīng)導(dǎo)航技術(shù)(ANS)，用于支持開(kāi)展的PNT新算法和新結(jié)構(gòu)研究，以實(shí)現(xiàn)不同PNT傳感器的快速集成，達(dá)到“即插即用”能力，以此實(shí)現(xiàn)面向不同應(yīng)用平臺(tái)的快速PNT系統(tǒng)集成應(yīng)用；研究高準(zhǔn)確度的光原子鐘，其準(zhǔn)確度可以達(dá)到50億年才產(chǎn)生 1s偏差。實(shí)現(xiàn)如此精度的便攜式原子鐘可以有效提高諸如GPS、新型雷達(dá)系統(tǒng)、激光雷達(dá)(LIDAR)及其他測(cè)量系統(tǒng)的應(yīng)用性能。

研究惡劣環(huán)境下的空間、時(shí)間和定向信息獲取技術(shù)，尋求建立惡劣環(huán)境下的PNT 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)能力，這種PNT系統(tǒng)可以達(dá)到GPS系統(tǒng)的精度但卻不依賴于GPS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。

2.3 在射頻和光學(xué)測(cè)控通信技術(shù)方面

當(dāng)前一段時(shí)間還需要深入挖掘射頻測(cè)控與通信潛力，重點(diǎn)發(fā)展基于Ka波段的測(cè)控通信技術(shù)、具有高效頻率利用率的調(diào)制解調(diào)新體制、基于空間組網(wǎng)的星間射頻測(cè)控通信鏈路技術(shù)；發(fā)展上/下天線組陣技術(shù)，提高上下行通信速率和測(cè)控通信作用距離等。

光學(xué)測(cè)控通信技術(shù)，是未來(lái)測(cè)控通信的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，該技術(shù)可獲得幾乎不受限的光譜帶寬，易于實(shí)現(xiàn)cm級(jí)測(cè)距精度和10 Gbps以上的通信速率，比射頻技術(shù)至少提高1個(gè)數(shù)量級(jí)；另外，在體積、功耗等方面具有較大優(yōu)勢(shì)。重點(diǎn)開(kāi)展運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的快速高可靠激光波束捕獲跟蹤技術(shù)、星間/星地激光測(cè)控通信一體化技術(shù)、星間/星地高速相干光通信技術(shù)等方面的研究。

另外，射頻測(cè)控通信的全天候、高可靠性和激光通信的高速通信能力為二者的一體化復(fù)合提供了可能性，在未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)，要重點(diǎn)開(kāi)展光電混合高速通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)、一體化的光電混合天線、基于微波波束引導(dǎo)的激光波束快速捕獲跟蹤技術(shù)、高速相干光通信調(diào)制解調(diào)終端技術(shù)等。

2.4 在天地一體化綜合信息網(wǎng)絡(luò)方面

重點(diǎn)研究未來(lái)航天任務(wù)對(duì)天地一體化綜合信息網(wǎng)絡(luò)的通信、遙感和導(dǎo)航等需求，開(kāi)展天地一體化綜合信息網(wǎng)絡(luò)總體架構(gòu)、天地一體網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、天地融合移動(dòng)接入、安全保密和運(yùn)維管控等方面研究，重點(diǎn)研究滿足未來(lái)需求的基于天網(wǎng)地網(wǎng)的一體化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)、微波/激光星間/星地的測(cè)控通信鏈路技術(shù)、天基信息處理與融合技術(shù)、天地基聯(lián)合定位導(dǎo)航與授時(shí)技術(shù)、基于TCP/IP、IP over CCSDS和DTN協(xié)議的天地一體化協(xié)議及空間部署[26]、在網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、物理層、鏈路層的安全機(jī)制、面向衛(wèi)星用戶和移動(dòng)用戶的無(wú)線移動(dòng)接入技術(shù)、移動(dòng)單元間Ad Hoc組網(wǎng)及網(wǎng)狀物的組網(wǎng)、授時(shí)、定位與間隔保持技術(shù)、基于分級(jí)分層的一體化網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維管控技術(shù)等。

3 結(jié)束語(yǔ)

地基微波統(tǒng)一系統(tǒng)歷經(jīng)二十余年的發(fā)展已經(jīng)日臻成熟，未來(lái)應(yīng)當(dāng)緊跟航天任務(wù)需求和發(fā)展理念，面向具有更高軌道覆蓋、更高的測(cè)定軌精度、更高的數(shù)據(jù)速率和更遠(yuǎn)的作用距離的測(cè)控通信要求，深挖現(xiàn)有地基系統(tǒng)潛力，充分發(fā)展高精度測(cè)量、多天線組陣和多目標(biāo)測(cè)量等技術(shù)，提高設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化、智能化水平。同時(shí)，面向未來(lái)天地一體化綜合信息網(wǎng)絡(luò)建設(shè)需求，積極開(kāi)展一體化網(wǎng)絡(luò)總體架構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、基于微波/激光的星間鏈路和光學(xué)測(cè)控通信技術(shù)等研究，為微波統(tǒng)一測(cè)控系統(tǒng)后續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

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王 彬 男，(1970—)，碩士，高級(jí)工程師。主要研究方向：航天測(cè)控、信號(hào)處理技術(shù)。

劉友永 男，(1980—)，博士，高級(jí)工程師。主要研究方向：航天測(cè)控新技術(shù)。

Development Trends of Unified Microwave TT&C Systems and Suggestions

WANG Bin1,LIU You-yong1,2

(1.The54thResearchInstituteofCETC,ShijiazhuangHebei050081,China; 2.CETCKeyLaboratoryofSpaceInformationApplicationTechnology,ShijiazhuangHebei050081，China)

Considering the new requirement for future aerospace TT&C missions and the realistic challenges of unified microwave TT&C systems,and based on the research status of TT&C and communication technologies in China and other countries,the paper presents several developing trends of unified microwave TT&C systems such as the informationization and intellectualization of existing TT&C systems,the diversity,high accuracy and autonomy of PNT services,RF and optical TT&C technologies,and integrated space-terrestrial information networks.Some suggestions are given on the main development directions and key technologies of China’s TT&C systems to meet the demand for higher altitude,longer distance,faster speed and more targets.

unified microwave TT&C system；autonomous PNT services；RF and optical TT&C；integrated space-terrestrial information network

10.3969/j.issn.1003-3106.2017.04.11

王 彬，劉友永.微波統(tǒng)一測(cè)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)及建議[J].無(wú)線電工程,2017,47(4):44-48.

2017-01-08

國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃(“863”計(jì)劃) 基金資助項(xiàng)目(2013AA122105)。

TN927;V566

A

1003-3106(2017)04-0044-05