什么是航天测控通信网的重要技术保障系统?
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发布时间：2022-04-24 07:24
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时间：2022-06-17 14:00
载人航天任务对测控通信覆盖率、测量精度、数据传输速率、数据处理能力等方面都提出了更高要求：飞船运行段要求确保每圈都有测控通信弧段，飞船入轨后前3圈及轨道控制时有较长的测控弧段，每次连续测控通信大于2min，平均每圈不少于10～14min，平均轨道覆盖率不小于11％；对飞船轨道确定尤其是对返回制动点的轨道预报精度提出了很高要求；要支持2Mbps数据传输速率，总的数据通路达到了80多路。以上这些要求都是以往航天测控通信系统难以满足的。从1993年到2003年，测控通信系统根据总体技术要求，遵循确保完成我国载人航天测控通信任务的同时，作为我国航天测控通信新一代综合性系统要能够完成今后我国大部分航天器测控通信任务的原则，经过充分的调研和详细的分析论证，敢于实践，勇于创新，设计并建成了包括S频段统一测控系统（USB）、大功率脉冲雷达系统、北京航天指挥控制中心、东风发射指挥控制中心、西安卫星测控中心、天地通信系统和数字数据通信网在内的载人航天测控通信系统。这些系统设施有机结合，优化设计布局，构成了我国载人航天高可靠性的上升段、返回段测控系统，组成了我国新一代具有中国特色、达到国际先进水平的S频段航天测控网。
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时间：2022-06-17 14:01
中文名
航天测控网
外文名
space instrumentation and command network
作用
监测监控
快速
导航
组成
系统特点
工作原理
发展途径
主要内容
相关类别
重要性
基本介绍
航天测控网是“航天测量控制与数据采集网”的简称，由航天测控中心和分布在全国或全球的若干个航天测控站组成，其任务是对航天器进行跟踪测量，控制航天器的运行并保证它功能正常。
中国航天测控网从1967年开始建设，已建成包括北京、西安、酒泉测控中心、多个地面测量站及海上测量船队在内的、功能完善的测控系统，先后完成了我国多种卫星和10次“神舟”无人飞船的测控任务，还为多颗商用卫星提供了测控支持。
我国航天测控网立足本国国情，通过优化测控站、船的布局，确保航天器在上升段、变轨段、返回制动段、分离段等关键飞行段落的测控支持，规模适当、布局合理。[1]
航天测控网：aerospace tracking,telemetry and command network对运载火箭和航天器进行跟踪、测量和控制的专用网络系统。一般由航天指挥控制中心和若干测控站（含测量船、测量飞机、跟踪与数据中继卫星）及测控通信系统组成。航天测控网具有对运载火箭和航天器进行跟踪测量、遥测、遥控、数传等功能。工作内容主要包括：跟踪测量航天器，确定其运行轨道;接收、处理航天器的遥测数据（含平台和有效载荷遥测、图像信息等），监视其工作状况;依据航天器的工作状态和任务，控制航天器的姿态、运行轨道;接收和分发有效载荷数据;实时提供航天器的遥测信息、运行轨道和姿态等数据，接收故障仿真数据，并形成故障处理对策;与载人航天器上的航天员进行通信联络。航天测控网的主要技术指标包括测量精度、测控覆盖率、天地数据传输速率、多任务支持能力等。
组成
航天测控网是指对运行中的航天器（运载火箭、人造地球卫星、宇宙飞船和其他空间飞行器）进行跟踪、测量和控制的大型电子系统。
航天测控网包括以下几个方面：跟踪测量系统：跟踪航天器，测定其弹道或轨道；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；
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；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；
时间统一系统：为整个测控系统提供标准时刻和时标；
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；
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……各种地面系统分别安装在适当地理位置的若干测控站（包括必要的测量船和测控飞机）和一个测控中心内，通过通信网络相互联接而构成整体的航天测控系统。
系统特点
规模适当，布局合理，以较少的投入获得了较大的效益。这是航天测控网的鲜明特色。
航天测控网
为满足载人航天的基本要求，航天测控网建立了网络管理中心，对测控网进行集中监控，并负责测控资源的动态优化配置，实现了对陆上、海上所有13个测控站的联网和统一管理调度。
航天测控网可对火箭、各种轨道卫星和载人飞船等航天器提供高精度测控支持服务，实现了“飞向太空、返回地面、同步定点、一网多星、国际兼容、飞船回收”六大历史性跨越。
航天测控网不仅轨道测算精度高，而且具备天地话音、电视图像和高速数据传输等能力。测控中心的专家组可根据各测控站传来的信息，研究决策并直接向航天器发送指令，实现了对航天器的"透明"控制，大大强化了监控能力，特别是提高了在应急情况下的测控能力。能充分利用有限的国土跨度和其他资源，通过优化测控站、船布局，确保航天器在上升段、变轨段、返回制动段、分离段等关键飞行段落的测控支持。
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。
航天测控网
微波统一系统的基本工作原理是：将各种信息先分别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别进行不同的工作﹐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*改进为综合多功能*。
发展途径
我国先后建成了超短波近地卫星测控网、 频段卫星测控网和 频段航天测控网， 可为中低轨、地球同步轨道等多种航天器提供测控支持，*完成了各次航天飞行的测控任务。
通过软硬多种措施，提高测控网的测量精度
测控网的测量精度主要取决于目标的观察值精度和定轨方法。 为提高目标的观察值精度，除对当前测控设备采用高精度标较 （ 如卫星标较）等手段降低设备误差外，应考虑以下措施。
利用差分定位
在飞行器上安装接收机，在地面建设差分网（或利用已有的差分站）和数据处理设施。 目前，我国星上接收机技术已基本成熟。 载人飞船第一次飞行试验中采用了GPS定位。1996年10月在某卫星上初次进行了搭载试验，在事后进行了精度鉴定。 其非差分轨道确定精度为：定位约20m，速度约0.05m。
激光测距手段
利用中科院上海天文台、北京天文台、云南天文台等现有的激光测距系统，或新建激光测距系统，在飞行器上安装激光合作目标。 单次测距精度可达厘米量级。 该方法在欧洲ERS-1卫星中得到成功利用，定轨精度达2m。
热心网友
时间：2022-06-17 14:01
器的各个阶段进行跟踪、测量和控制的专用技术设
施。
航空航天测控系统的测量分为两大类
一类是精密测量飞行器的飞行弹轨道参数如坐标、
速度、加速度等称为外弹道测量简称外测
另一类是测量飞行器内部的工作状态如工作参数、有
效载荷参数、宇航员生理参数等称为内弹道测量简
称内测亦称为遥测。
