我國航天測控技術(shù)的發(fā)展趨勢與策略

杜偉+于爽+武宏偉

摘 要 航天事業(yè)建設(shè)是我國的軍事實(shí)力和國防保障中重要的組成部分，其未來的發(fā)展對(duì)于我國綜合國力的提升有著重要意義。航天測控技術(shù)對(duì)于推動(dòng)我國整體航天事業(yè)起著積極的作用。適應(yīng)未來的航天發(fā)展需要進(jìn)一步提升航天測控技術(shù)，完善測評(píng)網(wǎng)絡(luò)的整體覆蓋和功能性增強(qiáng)，加強(qiáng)系統(tǒng)應(yīng)對(duì)能力和反應(yīng)體系。準(zhǔn)確定位航天器測軌精度，全方位覆蓋通訊，運(yùn)行多星體系，建立起系統(tǒng)化的航天測控體系。本文通過研究我國航天測控技術(shù)的發(fā)展方向和未來發(fā)展趨勢，探討現(xiàn)階段航天測控系統(tǒng)完善的重要性，從而針對(duì)航天測控技術(shù)的發(fā)展提出相應(yīng)的研究策略。以期為航天測控技術(shù)的完善和航天事業(yè)的發(fā)展提供參考建議。

【關(guān)鍵詞】航天測控 發(fā)展趨勢 策略研究

航天測控技術(shù)主要是根據(jù)航天飛行實(shí)施測量和控制的全方位性技術(shù)手段。在具體操作中，航天測控技術(shù)依靠控制、測控和通信網(wǎng)絡(luò)來追蹤航天飛行器，形成集追蹤、遙控、測量、數(shù)據(jù)計(jì)算、運(yùn)行管理和監(jiān)控等多位一體的處理系統(tǒng)模式。在現(xiàn)階段，我國已經(jīng)逐步建成導(dǎo)彈高精度測量帶和衛(wèi)星測控網(wǎng)相輔的交叉運(yùn)行平臺(tái)，為各類軌道的航天器運(yùn)行發(fā)射提供了充足的測控技術(shù)支持。在未來的航天事業(yè)發(fā)展中，航天測控技術(shù)的整體技術(shù)手段仍然需要不斷改進(jìn)和探索，加快測控網(wǎng)的整體覆蓋和功能性建設(shè)勢在必行。

1 我國航天測控技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及未來需求

1.1 我國航天測控技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

隨著我國航天事業(yè)的發(fā)展，航天實(shí)驗(yàn)和導(dǎo)彈發(fā)射等都取得了長足的發(fā)展，航天測控技術(shù)和通信體系也形成了一定的規(guī)模。目前階段，我國的航天測控技術(shù)在測控體系設(shè)計(jì)上、測控網(wǎng)絡(luò)覆蓋、測控點(diǎn)建造、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)反饋分析、追蹤測控和監(jiān)控設(shè)備等研究課題上都取得了不俗的成績，多個(gè)航天事業(yè)發(fā)展項(xiàng)目邁入世界先進(jìn)發(fā)展水平。航天測控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)具有以下特點(diǎn)：統(tǒng)一性規(guī)范化、綜合效益較高；固定站點(diǎn)的設(shè)置中可以依據(jù)情況進(jìn)行再次組合搭配；大多數(shù)的測控裝備都可以在導(dǎo)彈和衛(wèi)星發(fā)射中作為通用裝置，數(shù)據(jù)的接口也做到了統(tǒng)一建造的標(biāo)準(zhǔn)口徑。我國現(xiàn)在的航天測控已經(jīng)展現(xiàn)出了高精度測量帶和衛(wèi)星測控網(wǎng)絡(luò)相輔的交叉性協(xié)作，依靠測控點(diǎn)和通信方式的連接的海陸空一體性的特色測控網(wǎng)絡(luò)覆蓋系統(tǒng)模式。

1.2 我國未來航天發(fā)展對(duì)測控技術(shù)的需求

未來我國航天事業(yè)的發(fā)展對(duì)于測控技術(shù)的需求主要分為兩個(gè)方面：

1.2.1 航天飛行器對(duì)于測控水平的需求

我國衛(wèi)星發(fā)射技術(shù)水平不斷成熟，在中低軌道的衛(wèi)星數(shù)額將大幅上升，一箭多星技術(shù)的完善也在促進(jìn)著航天測控網(wǎng)絡(luò)對(duì)于多衛(wèi)星發(fā)射的監(jiān)管做到實(shí)時(shí)高效，對(duì)在運(yùn)行中的衛(wèi)星進(jìn)行管理和控制。衛(wèi)星對(duì)接中需要航天測控網(wǎng)加強(qiáng)對(duì)軌道的精準(zhǔn)測量和科學(xué)性的定位系統(tǒng)。作為傳輸性的衛(wèi)星，提高其使用率和探測有效性是十分重要的研究課題，這就要求航天測控網(wǎng)在數(shù)據(jù)傳輸方面有著較高的速率和準(zhǔn)確性。對(duì)于不同軌道的覆蓋率要高，提升航天測控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)自身的安全性能和抗干擾能力。

1.2.2 導(dǎo)彈對(duì)于航天測控水平的需求

我國近年來高精度遠(yuǎn)程導(dǎo)彈的研發(fā)技術(shù)逐漸發(fā)展，測控技術(shù)在其中發(fā)揮了積極的作用。測控技術(shù)為我國制導(dǎo)系統(tǒng)的誤差問題和系數(shù)分離提供了解決方案，高精度的準(zhǔn)確測量保障了導(dǎo)彈發(fā)射系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。在導(dǎo)彈飛行階段，彈道和飛行路線進(jìn)行全程監(jiān)控、遙測是十分必要的工作內(nèi)容。

2 我國航天測控體系未來發(fā)展策略研究

2.1 海陸測控轉(zhuǎn)向天地一體綜合性測控網(wǎng)絡(luò)

當(dāng)前階段航天測控系統(tǒng)劃分為兩部分：一部分是追蹤和數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星系統(tǒng)（TDRSS），是綜合航空測控技術(shù)的系統(tǒng)展現(xiàn)。另一部分是導(dǎo)航定位體系，幫助航天飛行器和地上目標(biāo)進(jìn)行高精度的導(dǎo)航定位，有較強(qiáng)定時(shí)性能。我國的航天測控網(wǎng)絡(luò)的建成要發(fā)展數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星系統(tǒng)，運(yùn)用各類定位導(dǎo)航來確定地面監(jiān)控中心的分布，優(yōu)化地面控制布局。在測控網(wǎng)絡(luò)設(shè)置上逐漸從陸?；緶y控網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)向以航天基站為主、天地結(jié)合一體化發(fā)展的綜合型測控網(wǎng)絡(luò)體系。根據(jù)數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星系統(tǒng)為重點(diǎn)建設(shè)的天地一體化測控體系，更為有效的提升了網(wǎng)絡(luò)測控的覆蓋程度、精準(zhǔn)軌道定位和火箭全程測量值以及對(duì)于多個(gè)目標(biāo)體的測控水平。

2.2 加強(qiáng)完善衛(wèi)星及組網(wǎng)測控水平

小衛(wèi)星的發(fā)展趨勢不斷上漲，研究小衛(wèi)星測控技術(shù)主要在于解決多衛(wèi)星測控管理以及小型的地上綜合設(shè)備運(yùn)用。在保障合理利用測控資源和減少運(yùn)行成本的情況下，對(duì)多衛(wèi)星發(fā)射進(jìn)軌前和軌道進(jìn)入初期階段進(jìn)行測控技術(shù)支持，在軌道運(yùn)行中對(duì)多顆衛(wèi)星做到綜合性監(jiān)控管理。研究小衛(wèi)星測控應(yīng)該注重以下幾點(diǎn)：在充分利用現(xiàn)有測控系統(tǒng)基礎(chǔ)上，完成對(duì)信息和衛(wèi)星的測控工作，探索大型小衛(wèi)星網(wǎng)測控方案。對(duì)部分主機(jī)站實(shí)施針對(duì)性改建，利用機(jī)動(dòng)性的地面高效測控體系，使航天基站和地面基站相互配合，共同協(xié)作發(fā)展。

2.3 建造空間信息資源管理網(wǎng)絡(luò)體系

航天事業(yè)需要團(tuán)結(jié)協(xié)作，高投入才能產(chǎn)生高回報(bào)，隨之而來的風(fēng)險(xiǎn)也是十分巨大的，改變傳統(tǒng)的以單用戶為主的建造方式，形成系統(tǒng)信息內(nèi)的數(shù)據(jù)共享和傳輸才能提升航天事業(yè)的整體價(jià)值。利用跟蹤和數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星將發(fā)射的衛(wèi)星所獲得的信息收集到同一個(gè)數(shù)據(jù)中心，對(duì)信息進(jìn)行統(tǒng)一記錄和反饋，有效提高了衛(wèi)星工作效率，并在第一時(shí)間獲得了信息。綜合數(shù)據(jù)管理中心可以依據(jù)設(shè)置權(quán)限和不同信息內(nèi)容進(jìn)行系統(tǒng)化處理，加強(qiáng)了信息獲取的時(shí)間分析對(duì)比、目標(biāo)辨識(shí)度和處理能力。其建造的最終目的在于建立起全方位一體化的信息共享平臺(tái)。

2.4 建立空間目標(biāo)監(jiān)控體系

建立空間目標(biāo)監(jiān)控體系的意義在于實(shí)時(shí)性管理、監(jiān)控空間目標(biāo)體，對(duì)其產(chǎn)生的改變和狀態(tài)變化進(jìn)行記錄。在監(jiān)控過程中，空間目標(biāo)體的軌道參數(shù)變化、形態(tài)意識(shí)變化、外部特征變化等都會(huì)被直接記錄下來，并反饋到空間信息處理中心進(jìn)行有效管理?？臻g目標(biāo)監(jiān)控系統(tǒng)是依靠無線電和光電監(jiān)控裝備等形成的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)以及數(shù)據(jù)控制處理中心來進(jìn)行工作的。在日常情況下對(duì)軌道運(yùn)行和衛(wèi)星特性進(jìn)行監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)管理和數(shù)據(jù)更新；在戰(zhàn)用階段，可以為裝備系統(tǒng)監(jiān)測其所需要的目標(biāo)物數(shù)據(jù)。

3 總結(jié)語

我國航天事業(yè)的發(fā)展離不開測控技術(shù)的支持，測控網(wǎng)絡(luò)整體水平的提升為我國航天飛行器測軌、導(dǎo)彈測彈道等提供了更為精準(zhǔn)的依據(jù)。發(fā)展航天測控技術(shù)就是在不斷推進(jìn)我國航天事業(yè)，為航天事業(yè)安全發(fā)展護(hù)航。

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作者單位

北京豐臺(tái)區(qū)三營門首都航天機(jī)械公司 北京市 100076