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摘要:伴随中国的航空航天技术的持续发展与进步,目前,我国的航天科技正处于不断创新并初步取得成绩的阶段。对中国航空航天技术起到关键性作用的技术即为航空测控技术,由此,为使我国航天技术进一步完善,继而提升航天器的定位精确度及测控覆盖率和管理多颗卫星的能力,以帮助我国航空航天技术水平的全面提升。
关键词:航空航天;测控技术;发展趋势
1.引言
航天测控技术是指对航天飞行目标进行测量和控制的综合技术。在实际应用中,它构成由控制中心、测控站和专用通信网为主要内容的,对航天器进行跟踪、测量、控制的综合专用技术网络,主要功能是:对航天器进行跟踪测量,获取其运动参数和内部参数,监视其飞行和内部工作状态,为指挥、控制提供信息;对运载火箭实施控制,确保试验安全;对卫星实施控制,支持其正常运行;通过对实测数据的处理、分析,为评价航天器的技术性能和改进设计提供依据;进行天地各类业务信息交换和数据传输。
为了提升我国测量与控制技术,提升国内航天航空时间的发展水平,测控网络系统的整体性能要进一步强化。文中基于我国航天测控技术的现状,指出国内的航天测控技术与西方国家差距明显,因此,结合我国测控技术发展的实际提出符合中国测控技术的发展方向及发展策略。
2、我国航天测控技术发展现状及未来需求
2.1航天测控技术发展现状
当前我国航天事业正在呈现出迅猛的发展势头,而航天事业的发展推动了航天试验和导弹发射等各相关方面的发展,也有效的扩大了航天测控技术和通信体系的总体规模。通过对当前我国的航天测控技术与测控体系进行全面的分析,可以发现,国内在航天测控技术这一方面的研究和发展已经取得了较多的成果,也进入了一个相对成熟和稳定的发展阶段,并且有很多航天事业发展项目已经在世界范围产生了较大的影响力。总结和归纳我国航天测控系统网络的几个特点:第一,具有较强的规范化和综合效益;第二,可以根据实际需要对测控设备在固定站点当中进行组合搭配;第三,在导弹和卫星发射的过程当中,测控设备可以作为通用装置,并且当前这些车控设备已经有了相对规范和统一的建造标准。
2.2国内未来航天发展对测控技术的需求
国内航天事业发展对于测控技术的需求将进一步提升,主要有以下两个方面的需求:
1、航天飞行器对于测控水平的需求
随着我国卫星发射技术的进一步发展,当前已经逐渐趋于成熟,中低轨道的卫星数量也越来越多,与此同时,当前我国正在进一步完善和优化一箭多星技术,为进一步提高航天测控网络的效率奠定了坚实的基础。在卫星对接的过程当中,需要利用航天测控网精准的测量轨道的运行速度和轨道,以确保能够全面的管理和控制正在运行过程当中的卫星。航天飞行器作为一种传输性卫星,在实际应用过程当中需要全面的提升自身系统的安全性能和抗干扰性能,对于提高航天测控网数据传输效率具有重要的作用,因此也是一个具有研究意义的课题。
2、导弹对于航天测控水平的需求
近几年来,我国的远程导弹研发技术进一步提高,这对于测控技术的发展具有积极的推动作用。我国利用测控技术有效地解决了在制导过程当中由于系统误差所存在的一系列问题,确保了导弹发射的精准性和稳定性,与此同时,还能够通过系统全面的监控导弹的飞行轨迹,确保导弹运行的稳定性。
3、航空测控技术的发展策略分析
3.1测控网络由海陆转向天地一体
通过对我国当前所使用的天基测控系统进行分析了解到,國内主要使用以下两种类型的系统:其中第一种是跟踪与数据中继卫星系统(TDRSS),这一系统主要结合了以数据中继为主的技术手段,具有较强的综合性,是一种集合了多种功能的的综合航天测控系统;而第二种是导航定位系统,这一系统主要是应用于确定地面目标,即准确定位航天器和地面目标的位置,并且能够对航天器和地面目标进行定时和测速,功能较多,性能较高。数据中继卫星系统是当前我国航天测控的一个主要系统,同时也是我国未来航天测控网发展的一个主要途径,结合GPS/GLONASS技术来对我国导航定位系统进行完善和优化,能够进一步增强地面测控站布局,从而突破传统测控站以陆海基为主的测控网布局,形成一个以天基为主的一体化综合测控网,有效推动国内测控网的进一步发展。
在建设天地一体化测控网的过程中充分结合和应用数据中继卫星系统,能够从整体上扩大测控网的测控覆盖率,提高测控网的定轨精度,还能够对火箭进行全程测量,对于多目标进行有效的测控,全面提升测控网的测控能力,此外,还能够实现在地观测卫星运行速度和轨迹的功能,并传输对地观测卫星的实时数据,确保数据的及时性和准确性。由于当前我国在这一方面的研究和发展时间较短,在实际实施过程中存在着一定的不可预知性和难度,所以我国TDRSS应该要逐步进行。首先,需要利用当前现有的卫星平台,与S、Ka固面抛物面天线共同连接作为星间通信天线,从而在此基础之上研究第一颗适用型数据中继卫星。在完成以上工作后,结合大卫星平台、可展开式大口径天线,研究第二颗数据中继卫星,发射成功后,该卫星与地面终端站就能够共同构成一个具有高性能的实用型系统。为未来我国开拓航天测控系统奠定基础。
在建立外弹道测量(遥测)系统的过程当中,需要充分的结合并应用卫星导航定位系统,在此基础之上对原有的装载GPS/GLONASS终端的S频段车载遥测站进行改造和优化,从而创造一个一体化的遥外测综合测量设备,此外,还需要进一步提高测姿、测轨等方面的应用,增强飞行器的自主测量能力,有效的提升地面测控网的功能和效率。
3.2 建立空间信息资源应用管理网络系统
为了能够确保航天系统的安全性和稳定性,就需要投入大量的资金,而航天系统在实际运行过程当中具有高风险和高回报的特点,所以要从根本上提升航天系统的运行效率,就需要构建一个卫星系统信息共享平台,加强卫星系统信息的综合利用与共享,从根本上提升航天系统的效益,这对于推动我国经济建设和国防事业发展具有重要意义。随后提出了要建设天机综合信息网的想法,并且在实践过程当中,充分的结合我国的基本国情,将卫星发射与地面系统全面的整合和利用起来,构建一个资源共享网络平台,但是在实际应用过程当中还是会受到很多因素的制约而无法确保共享网络顺利运行。
在跟踪与数据中继卫星正式发射成功之后,我国获取卫星系统的信息效率显著提升,与此同时,也有效的提高了卫星的工作效率。空间资源地面站自系统与信息综合处理管理中心在获取卫星系统信息之后,会对这些信息进行统计和分类,从而实现集中管理。此外,通过建立空间信息资源应用管理网络系统,还能够有效的提升信息的时间分辨率和目标分辨率,增强空间信息系统对于信息的识别能力和处理效率,有效的避免出现投资重复的现象。同时还能够与各方建立相应的空间信息资源共享网络,实现资源共享。
3.3.建设和完善空间目标监视系统
为了进一步提高空间目标的监测效率和监测准确性,需要进一步完善和优化空间目标监视系统,该系统可以对轨道参数、卫星的形态特征以及辐射特征进行综合评估,从而全面地了解到目标的空间态势与基本信息。当前我国主要采用人为观测系统与空间目标侦查监视系统相结合来对卫星进行监控与跟踪,但是在此基础之上,需要加大对于空间目标监视系统设备的研制和统筹规划,从而建立起相对完整的空间目标监视系统,这样才能够更加精准的跟踪和预测目标的形态与轨道变化情况。
参考文献
[1]马芙蓉. 测控技术在电子技术方面的应用研究[J]. 科学与信息化, 2019, 000(026):P.11-11.
[2]孙刚. 航空测控技术军民融合发展的思考[J]. 测控技术, 2019, 38(02):5-6.
[3]刘莉, 张鹏亮, 卫丹. 电子技术中测控技术的应用分析[J]. 大科技, 2019, 000(007):261.
[4]杨健. 航天测控系统自主运行的关键技术探讨[J]. 信息技术与信息化, 2019, 000(001):117-119.
[5]闫旭. 人工智能在航天领域中的应用探讨[J]. 数字通信世界, 2019, 172(04):221-221.
(中国航发航空科技股份有限公司 四川 成都 610503)
关键词:航空航天;测控技术;发展趋势
1.引言
航天测控技术是指对航天飞行目标进行测量和控制的综合技术。在实际应用中,它构成由控制中心、测控站和专用通信网为主要内容的,对航天器进行跟踪、测量、控制的综合专用技术网络,主要功能是:对航天器进行跟踪测量,获取其运动参数和内部参数,监视其飞行和内部工作状态,为指挥、控制提供信息;对运载火箭实施控制,确保试验安全;对卫星实施控制,支持其正常运行;通过对实测数据的处理、分析,为评价航天器的技术性能和改进设计提供依据;进行天地各类业务信息交换和数据传输。
为了提升我国测量与控制技术,提升国内航天航空时间的发展水平,测控网络系统的整体性能要进一步强化。文中基于我国航天测控技术的现状,指出国内的航天测控技术与西方国家差距明显,因此,结合我国测控技术发展的实际提出符合中国测控技术的发展方向及发展策略。
2、我国航天测控技术发展现状及未来需求
2.1航天测控技术发展现状
当前我国航天事业正在呈现出迅猛的发展势头,而航天事业的发展推动了航天试验和导弹发射等各相关方面的发展,也有效的扩大了航天测控技术和通信体系的总体规模。通过对当前我国的航天测控技术与测控体系进行全面的分析,可以发现,国内在航天测控技术这一方面的研究和发展已经取得了较多的成果,也进入了一个相对成熟和稳定的发展阶段,并且有很多航天事业发展项目已经在世界范围产生了较大的影响力。总结和归纳我国航天测控系统网络的几个特点:第一,具有较强的规范化和综合效益;第二,可以根据实际需要对测控设备在固定站点当中进行组合搭配;第三,在导弹和卫星发射的过程当中,测控设备可以作为通用装置,并且当前这些车控设备已经有了相对规范和统一的建造标准。
2.2国内未来航天发展对测控技术的需求
国内航天事业发展对于测控技术的需求将进一步提升,主要有以下两个方面的需求:
1、航天飞行器对于测控水平的需求
随着我国卫星发射技术的进一步发展,当前已经逐渐趋于成熟,中低轨道的卫星数量也越来越多,与此同时,当前我国正在进一步完善和优化一箭多星技术,为进一步提高航天测控网络的效率奠定了坚实的基础。在卫星对接的过程当中,需要利用航天测控网精准的测量轨道的运行速度和轨道,以确保能够全面的管理和控制正在运行过程当中的卫星。航天飞行器作为一种传输性卫星,在实际应用过程当中需要全面的提升自身系统的安全性能和抗干扰性能,对于提高航天测控网数据传输效率具有重要的作用,因此也是一个具有研究意义的课题。
2、导弹对于航天测控水平的需求
近几年来,我国的远程导弹研发技术进一步提高,这对于测控技术的发展具有积极的推动作用。我国利用测控技术有效地解决了在制导过程当中由于系统误差所存在的一系列问题,确保了导弹发射的精准性和稳定性,与此同时,还能够通过系统全面的监控导弹的飞行轨迹,确保导弹运行的稳定性。
3、航空测控技术的发展策略分析
3.1测控网络由海陆转向天地一体
通过对我国当前所使用的天基测控系统进行分析了解到,國内主要使用以下两种类型的系统:其中第一种是跟踪与数据中继卫星系统(TDRSS),这一系统主要结合了以数据中继为主的技术手段,具有较强的综合性,是一种集合了多种功能的的综合航天测控系统;而第二种是导航定位系统,这一系统主要是应用于确定地面目标,即准确定位航天器和地面目标的位置,并且能够对航天器和地面目标进行定时和测速,功能较多,性能较高。数据中继卫星系统是当前我国航天测控的一个主要系统,同时也是我国未来航天测控网发展的一个主要途径,结合GPS/GLONASS技术来对我国导航定位系统进行完善和优化,能够进一步增强地面测控站布局,从而突破传统测控站以陆海基为主的测控网布局,形成一个以天基为主的一体化综合测控网,有效推动国内测控网的进一步发展。
在建设天地一体化测控网的过程中充分结合和应用数据中继卫星系统,能够从整体上扩大测控网的测控覆盖率,提高测控网的定轨精度,还能够对火箭进行全程测量,对于多目标进行有效的测控,全面提升测控网的测控能力,此外,还能够实现在地观测卫星运行速度和轨迹的功能,并传输对地观测卫星的实时数据,确保数据的及时性和准确性。由于当前我国在这一方面的研究和发展时间较短,在实际实施过程中存在着一定的不可预知性和难度,所以我国TDRSS应该要逐步进行。首先,需要利用当前现有的卫星平台,与S、Ka固面抛物面天线共同连接作为星间通信天线,从而在此基础之上研究第一颗适用型数据中继卫星。在完成以上工作后,结合大卫星平台、可展开式大口径天线,研究第二颗数据中继卫星,发射成功后,该卫星与地面终端站就能够共同构成一个具有高性能的实用型系统。为未来我国开拓航天测控系统奠定基础。
在建立外弹道测量(遥测)系统的过程当中,需要充分的结合并应用卫星导航定位系统,在此基础之上对原有的装载GPS/GLONASS终端的S频段车载遥测站进行改造和优化,从而创造一个一体化的遥外测综合测量设备,此外,还需要进一步提高测姿、测轨等方面的应用,增强飞行器的自主测量能力,有效的提升地面测控网的功能和效率。
3.2 建立空间信息资源应用管理网络系统
为了能够确保航天系统的安全性和稳定性,就需要投入大量的资金,而航天系统在实际运行过程当中具有高风险和高回报的特点,所以要从根本上提升航天系统的运行效率,就需要构建一个卫星系统信息共享平台,加强卫星系统信息的综合利用与共享,从根本上提升航天系统的效益,这对于推动我国经济建设和国防事业发展具有重要意义。随后提出了要建设天机综合信息网的想法,并且在实践过程当中,充分的结合我国的基本国情,将卫星发射与地面系统全面的整合和利用起来,构建一个资源共享网络平台,但是在实际应用过程当中还是会受到很多因素的制约而无法确保共享网络顺利运行。
在跟踪与数据中继卫星正式发射成功之后,我国获取卫星系统的信息效率显著提升,与此同时,也有效的提高了卫星的工作效率。空间资源地面站自系统与信息综合处理管理中心在获取卫星系统信息之后,会对这些信息进行统计和分类,从而实现集中管理。此外,通过建立空间信息资源应用管理网络系统,还能够有效的提升信息的时间分辨率和目标分辨率,增强空间信息系统对于信息的识别能力和处理效率,有效的避免出现投资重复的现象。同时还能够与各方建立相应的空间信息资源共享网络,实现资源共享。
3.3.建设和完善空间目标监视系统
为了进一步提高空间目标的监测效率和监测准确性,需要进一步完善和优化空间目标监视系统,该系统可以对轨道参数、卫星的形态特征以及辐射特征进行综合评估,从而全面地了解到目标的空间态势与基本信息。当前我国主要采用人为观测系统与空间目标侦查监视系统相结合来对卫星进行监控与跟踪,但是在此基础之上,需要加大对于空间目标监视系统设备的研制和统筹规划,从而建立起相对完整的空间目标监视系统,这样才能够更加精准的跟踪和预测目标的形态与轨道变化情况。
参考文献
[1]马芙蓉. 测控技术在电子技术方面的应用研究[J]. 科学与信息化, 2019, 000(026):P.11-11.
[2]孙刚. 航空测控技术军民融合发展的思考[J]. 测控技术, 2019, 38(02):5-6.
[3]刘莉, 张鹏亮, 卫丹. 电子技术中测控技术的应用分析[J]. 大科技, 2019, 000(007):261.
[4]杨健. 航天测控系统自主运行的关键技术探讨[J]. 信息技术与信息化, 2019, 000(001):117-119.
[5]闫旭. 人工智能在航天领域中的应用探讨[J]. 数字通信世界, 2019, 172(04):221-221.
(中国航发航空科技股份有限公司 四川 成都 610503)