航天测控系统容灾模式探讨

针对航天测控系统容灾备份问题,对系统容灾结构和容灾模式进行了探讨,提出了完整的容灾系统运行模式体系,包括软硬件备份模式、人员备份模式、灾备切换模式、返向数据传输模式、前向信息使用模式、承担任务模式,并逐一进行了特点分析和比较。分析结果表明,在关键任务阶段,容灾备份系统宜采用软硬件热备、返向数据广播、灵活切换、人员常驻的模式运行;在一般任务阶段,宜采用软硬件冷备、返向数据转发、固定切换、人员转场等模式运行。这可为我国航天测控系统容灾方案设计和系统建设提供支持。     

美国NASA载人航天指控中心综述

载人航天指控中心是载人航天活动地面保障的关键环节,是进行信息交换、数据处理、指挥控制和监控显示的场所。 本文对美国NASA局的新老载人航天指控中心进行了介绍。这两个指控中心都位于休斯顿的约翰逊航天中心,其中一个是经历过多次重要载人航天任务的著名的休斯顿指控中心(MCC),另一个是新建的用于空间站计划并将取代MCC的控制中心设施(CCC)。     

载荷操作控制中心可移植可重用软件——用于高级地面数据系统的模块

哥达德航天飞行中心的任务操作部(MOD)建造了多个供飞行操作小组监控卫星的任务操作中心。通过软件重用减少系统寿命期成本已成为MOD优先考虑的问题。MOD的可移植载荷操作控制中心(TPOCC)开发小组建立了一个庞大的数据库,由14个子系统组成,包括多个可重用通用模块的100000条已交付的源指令。 迄今,已做成9个基于对TPOCC的控制中心,负责支持11颗卫星,软件重用率平均达到75％以上。本文介绍TPOCC模块是如何开发的,以及基本模块开发者、任务操作小组和用户是如何参与开发过程的。     

俄罗斯飞控中心的现状与发展趋势

一、概述 俄罗斯是一个航天大国,1957年将世界第一颗人造地球卫星送入空间,1961年首创了人类进入空间的记录,后来的载人航天活动一直保持着先进水平。为载人航天专门建立了飞行任务控制中心,该飞控中心位于莫斯科郊外的加里宁格勒,经过不断的建设和发展,形成了技术雄厚,功能强大的载人航天任务的(飞船、空间站和航天飞机)指挥控制中枢。现在运     

我国空间站运行的测控通信工作模式初探

在分析我国载人空间站在轨运行的任务特点和对测控通信提出的新要求的基础上,对测控通信工作模式进行了探讨。针对任务中心,采用分布式模式进行任务的组织和实施,建立常态化工作体系;针对测控通信资源的使用,对资源进行简化、优化,发挥天、地基各自优势,并实现天地基资源统一调度;针对在轨故障诊断和应急处置,提出了“天地联合,以地为主”的载人航天故障诊断模式和实现途径;针对空间站遥操作需求,提出了一套工作模式和实施流程;针对测控通信长期执行任务的可靠性,提出了任务中心容灾备份工作模式和通信路由的备份模式。以期为后续任务工作模式设计提供参考。     

开源数据库在卫星控制中心的应用研究

实现信息系统的自主、安全、可控已成为测控中心系统的研究方向和建设目标。研究应用自主可控数据库是实现测控中心系统全面自主可控的重要环节。目前,卫星控制中心的数据存储系统大多以Oracle数据库为主,软件和技术服务费用昂贵,更新维护成本高,且可能带有信息安全和任务安全方面的风险。针对上述这些问题,研究分析了开源数据库MySQL在卫星控制中心系统中应用的可行性,对MySQL数据库做了全面测试,包括功能、性能、系统级的高可用测试,以及MySQL与Oracle数据库的性能对比测试。研究和测试结果表明,MySQL开源数据库可以用于卫星控制中心系统以及类似的测控中心应用系统,对今后测控中心系统应用自主可控数据库具有参考价值和借鉴意义。     

卫星控制中心系统平台的高可用设计与实现

卫星控制中心是卫星地面测控管理系统的重要组成部分。随着信息技术的飞速发展和测控关键业务量的增长,高可用性、高可靠性及易维护日益成为卫星控制中心系统的设计目标。为满足卫星测控任务的需求,本文描述了卫星控制中心的网络系统、数据处理系统和数据库集群系统的高可用设计,并给出具体项目的成功实现。     

载荷操作控制中心可移植可重用软件——用于高级地面数据系统的模块

哥达德航天飞行中心的任务操作部（ＭＯＤ）建造了多个供飞行操作小组监控卫星的任务操作中心。通过软件重用减少系统寿命期成本已成为ＭＯＤ优先考虑的问题。ＭＯＤ的可移植载荷操作控制中心（ＴＰＯＣＣ）开发小组建立了一个庞大的数据库，由１４个子系统组成，包括多个可重用通用模块的１０００００条已交付的源指令。迄今，已做成９个基于ＴＰＯＣＣ的控制中心，负责支持１１颗卫星，软件重用率平均达到７５％以上。本文介绍ＴＰ     

低成本自动化航天测控中心发展设想

随着航天发射任务越来越频繁，航天任务的开销越来越大，以前采用的高投入大规模的航天试验方式越来越不能适应形势的发展。为此航天任务的各相关系统都面临降低成本的压力，航天测控中心作为航天任务的重要部分也面临降低操作费用及减少人员参与的要求。操作自动化是解决这个问题的一个较好的方法。另外，由于测控中心与外网连接的需求越来越明显，安全问题就成为了必须首先解决的问题。     

靶场实时测控软件系统现状与发展趋势

实时测控软件系统是航天测控系统的信息处理中心,在航天任务中担负着实时信息处理、设备数字引导、指挥显示和安全控制等任务。随着计算机与通信技术的飞速发展,实时测控软件系统向信息融合、分布处理、高可靠性和逼真的多媒体显示等方向发展。本文介绍了实时测控软件在航天任务中的地位厦作用,详细阐明了实时测控软件系统的发展历程、系统组成、功能特点和未来的发展趋势。     

信息系统灾难恢复的研究与实践

企业信息系统的灾难恢复是一项投资大、技术复杂的工程,需要在一套行之有效的方法论的指导下进行。通过对灾难恢复的原理分析,提出了以客户为中心的三角形体系框架。使用最优化理论对灾难恢复的策略进行了研究并在实际中得到应用。     

Disaster monitoring and mitigation using aerospace technologies and integrated telecommunication networks

How space technologies and new integrated telecommunication networks can mitigate the impact of natural and man-made disasters. The objective is to design new, potentially attractive telecommunication architectures to better manage a disaster scenario. The strengths and the weaknesses of the proposed space-based telecommunication architectures for the emergency and recovery will be outlined also, to individuate the needs for an optimal provision of information and accessibility of space-related services in case of disaster.     

卫星测控应用中心远程容灾系统方案设计

随着航天技术的发展,各种卫星如综合侦察卫星、气象与海洋监视卫星、数据与中继卫星等,其数据的信息速率存储、处理的数据量越来越大,对卫星测控应用中心大容量、高速率数据的安全性、可靠性要求也越来越高。在自然灾害,如地震、洪水;人为破坏,如恐怖活动、战争等条件下,确保卫星测控应用中心的安全与快速恢复能力,将非常重要。本文从原理上设计了一套远程数据容灾系统方案,以保证卫星测控应用中心在自然灾害或人为破坏后能够快速恢复其基本功能。分析表明,该方案具有很好的可靠性、安全性。     

TBCC进气道涡轮通道扩张段设计及涡轮模态特性

采用拓展中心线、不同的流通截面面积变化规律和倒圆半径变化规律对内并联型TBCC（turbine based combined cycle engine）进气道涡轮通道扩张段进行了设计.通过数值模拟的手段,对涡轮通道扩张段设计参数的影响规律和涡轮模态下涡轮通道扩张段的气动特性进行了研究,并利用高速风洞试验结果对数值模拟方法进行了验证.研究结果表明:中心线控制点纵坐标在1.50~2.25、涡轮通道扩张段出口等直段长度与出口直径比值在0.3~0.7的范围内取值时,涡轮通道扩张段可获得较高的出口总压恢复系数和较小的出口总压畸变指数;采用前急后缓的流通截面面积和倒圆半径变化规律能使涡轮通道扩张段获得较小的出口总压畸变指数;随着飞行马赫数的增加,进气道和涡轮通道扩张段的流量系数先不断减小,在飞行马赫数为0.9附近达到最小,之后又逐渐增加,涡轮通道扩张段出口总压恢复系数不断升高,在飞行马赫数为0.7附近达到最大,之后又逐渐降低;涡轮模态下,涡轮通道扩张段出口总压畸变指数均小于0.5,能很好地满足涡轮发动机对进口流场的要求.      

民用飞机反尾旋研究与尾旋风洞试验

为了研究某民用飞机A采用舵面组合偏转法的尾旋改出特性,对大攻角静态测力试验结果进行了详细分析,并利用美国NASA兰利研究中心所研发的TDPF～[(I_x-I_y)/mb~2]判据法对飞机的尾旋改出特性进行了评判。通过尾旋风洞试验对采用舵面组合偏转法飞机尾旋改出特性进行了试验验证,试验结果表明反舵推杆法对常规布局运输飞机改出尾旋效果最佳。此外,为了提高飞机的试飞安全,需要加装反尾旋伞系统,而研制一款合适的反尾旋伞对保证飞机试飞安全是至关重要的。通过使用国际上公开的研制反尾旋伞资料中所提供的方法研制了不同面积大小,不同伞绳长度的反尾旋伞,并通过尾旋风洞试验检验了这些反尾旋伞的效果。结果显示:随着反尾旋伞面积的增大,改出效果越好;中等反尾旋伞伞绳长度改出尾旋效果最佳。     

地震医学救援救护直升机的优化配置研究

根据地震灾害伤员伤类伤情特点,研究地震灾害伤情伤类发生规律,并以此为依据,采用模拟的方法,以地震灾害医学救援过程中帐篷医院救治转运伤病员为例,研究地震灾害伤病员在帐篷医院内的流动过程,并最终通过救护直升机采用空运方式直接后送至区域救援中心接受专科救治。通过救护直升机的数量配置考察帐篷医院的后送效率,并最终提出救护直升机数量优化配置方案,为批量空运后送伤病员定量论证提供依据。     

双弯曲入射激波的可控中心体内收缩基准流场设计

采用有旋特征线法设计了一种双弯曲入射激波的可控中心体内收缩基准流场,两道入射激波交于中心体起始点,入射激波和反射激波通过给定激波径向总压恢复系数分布进行反设计,壁面通过给定轴向马赫数分布规律进行反设计.该基准流场分为“三波四区”且压缩效率较高.基于该基准流场设计了圆形进口内收缩进气道并进行了黏性修正,数值计算结果表明:内收缩进气道设计点核心区的流场特征和激波形状与基准流场基本一致;在来流马赫数为4.0~7.0时进气道具有较高的压缩效率和良好的流量捕获能力,设计点喉道截面增压比和总压恢复系数分别为17.7和0.729;来流马赫数为5.0~7.0时内部总阻力系数变化平缓,从0.23下降为0.22.      

捕获型线对内转式进气道外压段几何与气动特性的影响

以直内收缩锥流场为基准流场，构建了一套内转式进气道外压段的设计与性能快速分析程序.进而以矩形捕获型线为例，研究了决定捕获型线形状、位置的3个参数(中心距、旋转角和宽高比)对进气道外压段几何与气动特性的影响，将捕获型线为矩形、带圆角矩形及圆形时的外压段进行了对比.结果表明:捕获面平均半径是可作为评价外压缩段设计的一个重要几何参数，平均半径越大，总压恢复系数越高；对于矩形捕获型线而言，当中心距增加时，前缘长度、弧长、湿润面积单调增加，外收缩比单调减小，而旋转角和宽高比对外压段几何参数的影响比较复杂；在矩形捕获型线的3个参数中，中心距对总压恢复系数的影响最显著.此外，当捕获型线的中心距与面积保持不变时，圆角半径对外压段几何与性能参数影响不大.      

火箭子级垂直回收布局气动特性及发动机喷管影响

垂直回收可重复使用运载火箭是运载火箭发展的一个重要方向,大长细比的火箭子级垂直再入过程属于典型的非规则钝头体绕流,与传统低阻力流线体飞行器气动特性差异较大。采用风洞试验辅以数值仿真分析的方法,对基于栅格舵的火箭子级垂直回收构型基本气动特性和非规则钝头体绕流情况进行了研究,获得了发动机外露喷管和栅格舵对火箭子级垂直回收气动特性的影响规律,给出了火箭子级垂直回收布局设计建议。结果表明：火箭子级倒飞状态下肩部区域会在小迎角下产生大分离流动,外露发动机喷管左右两侧诱导出较强的分离涡结构,与火箭尾翼、肩部大分离流动相互作用;垂直回收构型在超声速下阻力会一直处于较高的水平,不同马赫数下压心移动量较大,倒飞时发动机外露喷管会产生较大的干扰静不稳定力矩,其量值与栅格舵提供的静稳定控制力矩基本相当,在火箭子级垂直回收方案设计时需要引起注意。     

民用飞机主动重心控制功能工程设计分析

为提高我国民用飞机实现主动重心控制功能的技术成熟度和工程实现的安全性,以主动重心控制功能原理为基础,参考国外典型飞机的设计方式,提出了主动重心控制功能应具备人工和自动两种控制方式,在一定的安全高度和系统状态条件下启动,并同时具有前向转输和后向转输的功能逻辑设计原则。在工程实现层面,构建了主动重心控制功能的系统架构,分析了典型飞机对座舱控制面板设计和显示告警等方面的考虑。在关键技术层面,分析了工程实现中可能遇到的燃油测量误差、飞机重心超限和控制器故障等问题,并提出了通过设置目标重心阈值和重心调节阈值、采用非相似的实时重心解算监控和允许重启并重新输入当前飞机重量重心等解决措施。相关结论可为我国民用飞机主动重心控制功能的工程设计提供参考。