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從世界航天測控技術發展的水平講,航天測控通信網由一般航天控製中心、分布在世界各地的若幹航天測控站(包括海上測量船)以及空中空間測控平台(如測量飛機、跟蹤與數據中繼衛星等)組成。
航天控製中心
航天控製中心是航天器飛行的指揮控製機構。其主要任務是:實時指揮和控製分布在全球各地的航天測控站收集、處理和發送各種測量數據、監視航天器的軌道、姿態以及設備的工作狀態,實時向它們發送控製指令,確定航天器的飛行軌道參數,發布其軌道預報等。
航天控製中心由數據處理係統、軟件係統、通信係統、指揮監控係統和時間統一係統組成。數據處理係統包含多台大型高速計算機和軟件係統,實時處理或事後處理由各測控站彙集來的數據;軟件係統包括管理程序、信息和數據處理程序等,控製中心通過計算機軟件實施對整個測控係統和航天器的控製和管理;通信係統包括地麵通信和空間(衛星)通信係統,由各種通信設備和數傳設備組成,負責控製中心與各測控站、發射場、回收區之間的通信聯絡和數據傳輸;指揮監控係統由各種監控台、屏幕顯示等設備組成,直觀地顯示各測控站的設備工作狀態、航天器運行情況,使指揮控製人員隨時掌握航天器的運行狀態,並實時下達指揮命令和發出控製指令;時間統一係統由高精度時鍾、標準時頻信號源及相應的接口設備組成,為控製中心和各測控站提供標準時間和頻率。
航天測控站
航天測控站(以下簡稱測控站)包括固定站和活動站兩種類型。根據測控區域的要求,測控站分布在很廣的範圍,其布站可在本國境內,也可在全球任何適當的地點。
測控站的任務是直接對航天器進行跟蹤測量、遙測、遙控和通信等,它將接收到的測量、yaocexinxichuansonggeihangtiankongzhizhongxin,genjuhangtiankongzhizhongxindezhilingyuhangtianqitongxin,bingpeihekongzhizhongxinwanchengduihangtianqidekongzhi。cekongzhanyekegenjuguidingdechengxudulishishiduihangtianqidekongzhi。cekongzhandeshebeibaokuowaicexitong、遙測係統、遙控係統、通信係統、電視係統、時間統一係統、計(ji)算(suan)機(ji)係(xi)統(tong)以(yi)及(ji)輔(fu)助(zhu)設(she)備(bei)。外(wai)測(ce)係(xi)統(tong)是(shi)測(ce)控(kong)站(zhan)的(de)主(zhu)體(ti)部(bu)分(fen),其(qi)任(ren)務(wu)是(shi)對(dui)航(hang)天(tian)器(qi)進(jin)行(xing)跟(gen)蹤(zong)測(ce)量(liang),獲(huo)取(qu)航(hang)天(tian)器(qi)的(de)運(yun)動(dong)參(can)數(shu),確(que)定(ding)航(hang)天(tian)器(qi)的(de)軌(gui)道(dao)和(he)位(wei)置(zhi)。遙(yao)測(ce)係(xi)統(tong)的(de)任(ren)務(wu)是(shi)接(jie)收(shou)從(cong)航(hang)天(tian)器(qi)發(fa)送(song)的(de)關(guan)於(yu)航(hang)天(tian)器(qi)上(shang)設(she)備(bei)工(gong)作(zuo)狀(zhuang)態(tai)、空間環境參數和宇航員的生理信息等。電視係統接收有關載人航天器的動態作業情況,觀察宇航員在航天器內和艙外的活動。
測控站按其分布,有陸上測控站、海上測量船、空中測量飛機和跟蹤與數據中繼衛星四大類。
中國從1967年開始建設自己的航天測控網,1970年正式投入使用。當初的航天測控通信網由西安衛星測控中心和若幹個航天測控站、海上測量船以及連接它們的專用通信網組成。西安衛星測控中心,是中國航天測控網的信息交換數據處理中心、指控中心和通信中心。原址在陝西渭南,20世紀80年代中期,為適應我國航天事業的飛速發展和對外空間技術交流,於1987年遷至西安,並對設備進行了全麵的更新。該中心由數據處理係統、通信係統、指揮監控係統和時間統一係統組成,可對不同軌道的衛星進行定軌、定姿和管理,並具有多種衛星同時管理的能力。當時的航天測控網中固定站有長春、閩西、廈門、渭南、南寧和喀什測控站;機動站有兩個機動測控站和回收測量站;海上有三艘“遠望”號測量船。建網初期,主要測量設備有單脈衝精密跟蹤雷達、多普勒測速儀、光學測量設備和短波遙測設備等。70年代初成功地跟蹤了中國第一顆人造地球衛星——“東方紅”1號。後又增加了雙頻多普勒測速儀、超短波遙測係統、遙控係統和回收測量係統。從1975~1996年,對中國用一枚運載火箭發射的3顆衛星同時予以測控管理。80niandaichu,cekongwangzengjialeweibotongyicekongxitongbingshejilexianjindediqiutongbuguidaoweixingcekongyingyongruanjian,zailicidediqiutongbutongxinweixingfashezhong,cekongwangcanjialezhudongduanfeixingcekong,wanchengleguoduguidaoduanhediqiutongbuguidaodecekongbingduiweixingjinxinglebaokuoguidaobaochizaineidechangqicekongguanli。1988年和1990年,測控網先後圓滿完成了對中國發射的第一顆和第二顆太陽同步軌道“風雲”-1號氣象衛星的測控任務。從1990年中國發射美國製造的“亞洲”-1號hao通tong信xin衛wei星xing起qi,中zhong國guo航hang天tian測ce控kong網wang開kai始shi對dui中zhong國guo承cheng攬lan的de國guo際ji商shang業ye性xing發fa射she任ren務wu提ti供gong測ce控kong支zhi持chi。中zhong國guo航hang天tian測ce控kong網wang在zai技ji術shu上shang與yu國guo際ji上shang主zhu要yao測ce控kong網wang漸jian趨qu兼jian容rong,可ke與yu之zhi聯lian網wang工gong作zuo。
suizhezairengongchengdeqidong,hangtiancekongwangyoujinruleyigexindefazhanjieduan,kuochonggaizaoleshebei,gengxinleruanjian,zaibeijingxijiaoshubaigongqingdetudishangyoujianshelebeijinghangtianzhihuikongzhizhongxin,zaishandongzujianleqingdaocekongzhan,zaiguowaishelilekalaqizhan(巴基斯坦)、納米比亞站、馬林迪站(肯尼亞)及“遠望”-4號船等,使整個網的測控能力有了新的質的飛躍。目前,參加載人飛船工程地麵測控係統有北京航天指揮控製中心、酒泉衛星發射指揮控製中心、西安衛星測控中心、酒泉衛星發射中心、酒泉綜合測控站、發射首區各光學站、山西興縣站、陝西渭南站、廈門站、新疆喀什站、和田站、巴基斯坦卡拉奇站、南非站以及位於三大洋的四艘“遠望”號測量船等。通信係統有指揮通信、數據傳輸、天地通信、時間統一、實況電視監視及傳輸、語音通信、幀中繼交換等係統。通信係統的主用網絡和備用網絡覆蓋了整個中國和世界三大洋。采用Vsat和IBS/IDR體製衛星通信係統、SDH和PDH光纖傳輸、國防通信網、國家通信網、國際海事衛星通信係統及國際租用電路等多種傳輸手段,組成以北京衛星地球站、酒泉衛星地球站、西安衛星地球站為樞紐節點、北京航天指揮中心、東風中心、西安中心為骨幹節點,其他各測控站(船)為用戶節點的網狀通信網絡,提供高速度、多方向、多業務、高質量的傳輸路由。
測控係統與通信係統有機結合,在火箭、飛船測控通信係統的配合協調下工作,共同完成對運載火箭和飛船的測控通信任務。
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我國的第一、二艘“遠望”號航天測量船於1979年建成。1980年5月首次執行洲際導彈全程飛行試驗的測量任務,獲得了圓滿成功。1982年10月“遠望”號測量船第二次出海為水下潛艇發射火箭測量跟蹤。1984年我國“遠望”號測量船又完成了我國“長征”-3號運載火箭發射試驗通信衛星的測量任務。1986年,“遠望”號測量船經過技術改造,總體技術性能包括係統的可靠性、穩定性、協調性、實時性、快速性和自動化程度都有了很大提高,實現了標準化、係列化,提高了國內與國際的兼容能力。
航天測量船比在陸地建造的測量站要複雜得多,工程龐大得多。“遠望”-1號、-2號測量船的排水量21076t,首舷高184m,尾舷高155m。它的續航力為18萬海裏。“遠望”號測量船有很強的適航性,能在南北緯60度間任意海域航行。“遠望”-1號、-2號測量船配備了大量現代化的測量設備,裝有單脈衝雷達、微波統一測控係統、雙頻測量設備、船載遙測係統、激光電影經緯儀、綜合船姿船位係統、複示變形測量設備和中心計算機等。它們由時間統一勤務係統、氣象係統和通信係統來保證其正常的工作。
1995年底投入使用的“遠望”-3號船是我國第二代綜合性航天遠洋測量船。全船集中了二十世紀九十年代科學技術精華,彙集了我國當今船舶、機械、電子、通信、氣象、計算機等方麵的先進技術,其硬件設施達到了國際先進水平。
截止1998年8月,我國組建了4艘“遠望”號航天測量船。20多年來,“遠望”號測量船隊經受過各種惡劣海況的嚴峻考驗,40次遠離國土到三大洋,42次出色完成了遠程運載火箭、各(ge)種(zhong)航(hang)天(tian)器(qi)發(fa)射(she)的(de)海(hai)上(shang)測(ce)控(kong)任(ren)務(wu),安(an)全(quan)航(hang)行(xing)八(ba)十(shi)餘(yu)萬(wan)海(hai)裏(li),測(ce)控(kong)精(jing)度(du)達(da)到(dao)世(shi)界(jie)先(xian)進(jin)水(shui)平(ping),走(zou)出(chu)了(le)一(yi)條(tiao)具(ju)有(you)中(zhong)國(guo)特(te)色(se)的(de)海(hai)上(shang)測(ce)控(kong)之(zhi)路(lu),為(wei)我(wo)國(guo)航(hang)天(tian)事(shi)業(ye)做(zuo)出(chu)了(le)貢(gong)獻(xian)。

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