降低航天任务测控与操作费用的途径

航天器的测控与操作管理是航天任务的重要组成部分,随着政府对航天任务经费的削减,庞大航天测控网的建设与维护费用,长寿命航天器管理累积性支出,在航天任务总费用中所占比例越来越大,已影响航天事业的正常发展。本文总结归纳了进入９０年代以来,航天测控和运行管理领域发生的种种变化以及今后的可能发展方向。首先分析了这一发展趋势出现的背景,接着从观念变化、测控业务商业化、国际合作、采用先进技术降低测控设备造价、改     

中继卫星系统在我国航天测控中的应用

中继卫星系统高覆盖、数据传输能力强,是航天测控网的重要组成部分。随着我国中继卫星系统的建设和不断完善,其对优化我国航天测控网结构、提升中低轨道航天器测控能力的作用日益明显。本文结合中继卫星系统的特点,分析了我国航天测控任务对中继卫星系统的应用需求,提出了在运载火箭测控、航天器入轨段测控、载人航天测控、卫星在轨长期管理等方面开展中继卫星系统应用的思路,梳理了运载火箭测控、航天器入轨及早期轨道段测控、飞船返回段测控、多址链路测控等方面需要解决的关键技术。     

统一S波段测控系统的发展及现状

统一S波段测控系统(USB)是在Apollo任务中发展起来的一种综合测控体制。它将跟踪、遥测、遥控、话音信号调制在同一无线电载波上,从而大大减少了星载设备的数量和重量,简化了测控操作。由于统一S波段测控系统所具备的显著优点,Apollo任务之后该体制迅速为各国航天测控系统所采用。到了八十年代,欧空局、法国、日本、德国等相继建立了自己的统一S波段测控网,并能同美国的统一S波段地面网络联网。八十年代以后,随着跟踪与数据中继卫星系统的不断完善以及航天器自主程度的不断提高,地面站存在的价值曾一度为人们所怀疑。然而事实证明,地面测控系统在航天任务保障中仍占有不可取代的重要地位。国内外已有大量文献介绍了Apollo统一S波段测控系统,因而本文重点介绍继Apollo任务之后统一S波段测控系统的发展以及现状。着重论述自动化程度的提高,硬件的改造及小型化,可移动地面站的出现等几个方面。并简要分析了今后可能的发展动向。     

一种基于航天器控制语言的遥控作业操作模式设计

为了更好地满足各种条件下航天器的测控需求，提高中国航天器的测控能力和测控网资源的运行效率，本文提出了一种基于航天器控制语言的遥控作业操作模式。通过分析航天器对测控模式的需求，结合航天器控制语言和测控设备的特点，制定了遥控作业操作模式的设计要求和四个基本要素，给出了工程实现的设计方案。实际应用表明，该模式实现了测控网对航天器的闭环测控，满足了对航天器高效、规范、灵活、准确的测控要求。     

测站试验任务软件接口设计与实现

分析了传统航天测控网中测站试验任务软件接口现状以及所存在的问题。利用XML格式简单、处理便利、扩展性强等众多优点,将其引用到航天测控软件的接口设计实现上,解决了软件接口复杂,变化频繁、维护困难的问题。     

我国航天测控技术发展趋势分析

航天测控系统对促进我国航天事业发展负有重要责任。要满足今后十年我国可能的航天任务对测控的需求,必须进一步提高测控技术总体水平,增强和拓宽测控网的整体功能。本文根据我国航天事业的发展趋势,分析我国航天测控系统的任务和目前航天测控的差距,提出一些需要研究的课题,结合我国实际对未来航天测控技术的发展趋势及相关发展策略归纳了一些认识。     

基于宽带综合业务数字网／ATM的航天测控网管理系统组成及性能研究

本文根据宽带综合业务数字网／ATM的特点、功能及发展前景，针对我国航天测控网的现状和未来测控任务的需求，提出了我国航天测控网管理系统的构成、管理模式等思想。这些对航天测控网管理系统的发展具有一定的参考价值。     

具有相依特性的航天测控网稳定性分析

随着信息技术的不断提升,航天测控网各系统中的耦合和依赖变得越来越强烈。针对这种具有相依特性的测控网络的稳定性问题,提出借助于相依网络的分析方法,根据信息在测控网中所起的作用,对航天测控网相依特性进行分析、研究,特别是相依网络的级联失效过程进行稳定性分析。将航天测控网划分为具有相依特性的数据信息和控制信息,通过针对单侧网络进行蓄意攻击,研究不同控制信息模式下航天测控系统的稳定性,提出构建稳定、高效的测控网的方法。仿真结果表明,在数据信息遭受攻击时,合理规划控制信息形态并减小控制信息规模,能够有效保障航天测控系统的稳定性。     

航天器天基测控中心关键技术分析

天基测控模式是航天器测控发展的必然趋势.天基测控模式与地基测控模式有着本质的区别,如何实现天基测控是我国航天领域目前研究的重点课题之一.本文在分析天基测控技术和我国现有条件的基础上,提出了实现航天器天基测控的方法,分析研究了与航天器天基测控中心相关的关键技术。     

以空间作战为目标的航天测控发展对策研究

未来空间作战对航天测控提出了更高的要求。介绍了航天测控与空间作战的关系,分析了未来空间作战对航天测控的需求,并通过对我国航天测控网现状和不足的分析,提出了相应的航天测控发展对策,以使航天测控的发展能够适应未来空间作战的要求。     

航天测控资源统一分配的多维遗传算法

对于航天器测控资源分配这一类时间窗受限的约束满足问题,国内外已有许多应用遗传算法的研究并取得了较好的成果。目前的研究主要针对的是低轨道航天器这类可见弧段较短、全弧段跟踪的问题,对于地球同步以及高轨道航天器这一类长弧段可见、非全弧段跟踪的资源分配问题,相关的应用研究较少。针对高低轨航天器测控资源统一分配问题的特点,经过对标准遗传算法的扩展,设计了一种能够描述高、低轨道航天器资源分配问题的多维编码方法,定义了相应的交叉算子、变异算子等算法要素,从而建立了一种能够解决航天测控资源统一分配问题的多维遗传算法。仿真计算表明,该算法能够有效解决目前我国航天测控网面临的"一网多星"管理模式下,高低轨航天器统一管理、统一分配测控资源的问题。     

船载多目标模拟器的构建与应用

船载统一S频段（USB）测控系统是我国航天测控网的重要组成部分,承担着一箭单星或一箭多星的海上测控任务。从航天测量船执行多目标测控任务的特点出发,分析了测量船船载飞行目标模拟器的现状以及对多目标模拟器的需求。提出了在船载USB联试应答机的基础上,通过改造应答机的部分模块,构成多目标模拟器的方法,并成功地在某次实战任务中得到了应用。     

航天测控虚拟现实系统的设计实现

利用虚拟现实系统进行航天测控监视，能够直观表现航天器的空间位置、轨道、姿态、外部件工作状况、以及日地星相对运动规律、设备跟踪情况，为指挥和技术人员分析掌握航天器的运行情况提供监控手段，同时能够对各种岗位人员进行任务培训。本文介绍了虚拟现实（VR）的一般概念，分析了航天测控系统的需求，详细论述了航天测控虚拟现实系统的设计实现方法以及主要的技术问题。     

基于Internet的航天测控网中数据传输公平性仿真研究

随着Internet的不断发展,可以考虑利用Internet作为我国现有航天测控网的补充和扩展,对航天器进行测控,大幅度提高我国航天测控网的覆盖度。但是在数据传输方面,基于Internet的航天测控网则面临着传输不公平性问题。该问题是由UDP业务增长和TCP拥塞控制友好性原则及其他原因造成的,可能导致数据传输的流量过低。提出了两种简单方法来降低UDP对TCP造成的不公平性并试图改善TCP流量过低的情况。仿真结果表明,这种改进思路具有积极的意义,值得在该方向上作进一步探索。     

轨道测量设备精度自鉴定技术及评估

本文介绍了航天测控网在跟踪测量航天器运行轨道时，应用自校准技术精确的比较标准，实现航天测控网精度自鉴定的技术途径。提供了几种自校准外测系统误差的处理方法，并对它们的应用进行了评估。重点介绍了轨道约束“EM－BET”自校准技术的原理，它不仅对于提高测控系统测量精度鉴定的技术水平，而且对于改进和提高航天器的定轨技术，精确地确定轨道和预防，都是具有重要意义的。     

基于容迟网络路由的航天测控网量子密钥分配

为提高航天测控网通信的安全性,本文将量子密钥分配技术应用于分布式航天测控网,并采用容迟网络路由策略来传递量子密钥。首先在地面站和航天器之间建立量子密钥分配系统,生成并共享密钥;随后以行进中的航天器为中介,逐段加密传送密钥;最终可使两个地面站共享量子密钥,保证信息传输的绝对安全。考虑到容迟网络的特点,本文对传染病路由算法进行改进,并应用于密钥传递过程。仿真结果表明,上述密钥分配机制可有效提高航天测控网通信的性能。     

2030年前航天测控技术发展研究

根据2030年世界航天技术的发展战略,尤其是2015年～2030年期间逐步进入应用阶段的军用航天技术发展情况,分析了我国航天测控技术未来发展的能力要求。并在分析美国2005年～2030年NASA空间通信与导航体系结构发展计划的基础上,对我国航天测控技术未来发展方向与发展重点进行了梳理,如天地一体化测控与信息传输、深空测控通信、航天对抗、航天应急,以及进一步提高测控距离、数传速率、测轨精度,覆盖率、空间信息综合处理能力、系统效费比等。最后提出了发展建议,如航天测控网与空间目标监视网、天文观测网三网合一、发展寂静测控技术和即插即用测控技术等,从而提高航天测控技术在一体化联合作战中的快速响应和支撑能力,对抗条件下的生存能力,满足未来多层次、多样式的需求。     

基于工作流技术的测控信息会签系统设计

为了解决地面测控中心采用纸质方式会签测控信息工作量大、效率低、多航天器支持能力差的问题,论述了测控信息会签系统的设计方法、实施效果。通过分析载人航天测控信息会签的需求和特点,采用工作流技术对测控数据处理过程进行阶段划分和抽象建模,设计用户、岗位和任务的多对多映射方式,规划层次化的会签流程模板,实施会签流程多层次复用和动态组装,构建基于B/S(Browser/Server,浏览器/服务器)模式跨平台的系统架构,以数据库实时同步为基础,建立对称的实时热备工作模式,设计多任务通用的数据库结构,实现了测控信息的在线会签。实际应用表明,基于工作流技术的在线会签系统大幅缩短了测控数据处理周期,提高了航天器上行控制效率,有较高的推广价值。     

量子密钥通信在分布式航天测控网中的应用研究

随着分布式航天测控网技术的不断发展,分布式航天测控网面临着信息安全问题.本文通过分析和研究各种信息加密技术,针对经典加密技术不能保证信息绝对保密性的弊端,考虑利用以量子力学为基础的量子密钥分配技术来保证测控信息传输的绝对安全.基于密钥这种"绝对保密"的方法与分布式航天测控网技术结合的思想,本文提出了量子密钥通信与分布式航天测控网相结合的密钥分配模型.     

航天任务控制中心容灾模式研究

航天任务是一项高投入、高风险的活动,作为管理所有在轨飞行航天器及资源的航天任务控制中心,要求具备很高的可靠性与较强的容灾能力。国际航天大国对地面系统,特别是任务中心级的备份均非常重视,也开展了相关建设和系统运行。在对我国航天任务控制中心容灾模式进行探讨的基础上,提出容灾中心的技术要素、需求分析以及运行机制。