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)。     

航天指控中心的发展

本文介绍航天飞机的航天指控中心的功能和历史,阐述了通信和数据处理设施,重点则在显示系统的变迁。作为航天指控中心改造的一部分,将用新技术成果取代现有的显示系统。这种更新改造将构成一套高性能局网(LAN),向各工程工作站发送实时和历史数据,在工作站上处理和显示。这种结构的好处是:软件开发环境更灵活,更加模块化,因而有利于今后的改造更新。探讨了建议的新结构以及这一改造的工程和计划管理问题,重点在各局网的任务。     

SCL语言：一个现成的航天器控制产品

在紧缩军事、民用和商业航天预算的时代，需要一种解决多星控制的现成方法。适用于多种航天器的标准操作接口允许地面和航天器操作采取同一种手段。许多航天工程的一个共同趋势是使航天器和地面站自主化，从而减少操作人员。接口和控制系统公司（ＩＣＳ）开发的“航天器控制语言”（ＳＣＬ）系统为航天器操作提供了一种现成的手段。ＳＣＬ系统提供了一种超描述接口，该接口对各航天工程都是标准的。它撇开航天器和地面站的硬件特性，     

为航天任务服务的地-地通信

本文叙述了目前的NASA通信同(NASCOM)以及该网为所有NASA航天计划提供长途工作通信的发展过程。还介绍了为满足80年代NASA远程通信要求而正在实施的一些方案和技术。     

美国航天测控通信网的现状和发展

本文叙述了目前的NASA通信网(NASCOM)以及该网为所有NASA航天计划提供长途工作通信的发展过程。还介绍了为满足90年代NASA测控通信要求而正在实施的一些方案和技术。     

PILOT:一个智能化的分布式系统管理器

NASA约翰逊航天中心正在作一系列研究,探索提高当前和未来载人指控中心工作效率和实用性的途径。实时数据系统(RTDS)工程已研究了几种技术并用于指控中心环境。该环境是以工程工作站构成的多机种网络,该网中仿真的和实际的航天飞机任务现场数据作实时分配。该系统由一组复杂的交互进程组成,必须以最少的停顿时间提供多种服务。本文介绍一些能保证系统各功能高度可靠和高度可用的方法。包括一个进程可见性工具,一个本地工作站环境监视器,一个网络级通信工具和一个采用人工智能技术的全局进程。     

航天飞控中心软件再工程方法与实践

从软件再工程的基本概念和模型入手,首先说明了航天飞控中心软件再工程的目标和意义,然后结合测控应用软件的特点,讨论了为保障功能、质量、开发周期等要求可以采取的再工程策略方法。文中还分析总结了作为航天指控中心首次软件再工程实践的“某应急控制系统”软件开发经验,对如何更加有效提高软件质量和融合新兴技术提出了观点。     

NASA发布2011财年预算

<正>美国国家航空航天局(NASA)2月1日发布了《2011财年预算评估》,预算要点包括以下三个主要方面:1.与2010财年相比,2011～2015财年将增加60亿美元预算,使未来5年的总预算达到1000亿美元。2.重要而持续的投资项目包括:创新技术的开发和关键技术演示,以发展新的空间探索方法;飞往太阳系多个目的地的机器人探索任务;研发重型运载器及推进技术;扩大美国商业航天飞行能力;提高未来发射能力(包括航天飞机退役后,肯尼迪航天中心的现代化改造);延长和扩大国际空间站的利用;跨领域(cross-cutting)技术开发,以提高NASA的商业航天能力;加快下一轮气候变化研究和观测航天器的研制等。3.提出取消作为"重返月球"计划重要组成部分的"星座"计划。2011财年预算     

NASA的扩展通信网

NASA航天任务操作和数据系统管理局(MO＆DSD)的通信(Nascom)部要进行一项重大的新工程,即开发Nascom扩展网,以实现其工作数据传递的长远服务目标,为自由号空间站计划、地球观测系统(EOS)及其它计划服务。该NAUG是正在开发的Nascom地面通信网,以适应20世纪90年代中期及其以后的工作通信的需求。NAUG网的开发将以开放系统互连参考模式(OSI-RM)为基础。本文介绍了NAUG网的结构、子系统、布局和业务;阐述了Nascom网与空间站信息系统(SSIS)其它部件相互连网的一些问题;讨论了工作环境。本文还提出了有关的研究领域及NAUG网如何在1998年提供宽带业务的最新设想。     

指控中心STS轨道器各系统飞行监视操作自动化

约翰逊航天中心任务操作部(MOD)的主要任务是为空间运输(STS)系统提供地面保障和训练宇航员。随着轨道器飞行频度增加,而且航天计划日益成为国家的科技实用资源,用现有方法和设施提供高质量的保障、产品以及宇航员训练面临着极其严峻的挑战。为此正在进行几项工作,通过应用自动化技术(特别是在遥测监视和分析领域)减轻目前压在训练有素的操作人员肩上的重担。利用由操作人员设计和开发的软件,分阶段引进多任务分布式工作站的工程也在顺利进行。确立了一种用户开发样机的新概念,样机与现有集中式监视系统同时工作,相互参照评价,然后分阶段投入实用。从概念提出到样机移交,用户和开发者的广泛参与可确保评价、改进,以及最重要的——验收高度成功。     

指挥中心STS轨道器各系统飞行监视操作自动化

约翰逊航天中心任务操作部的主要任务是为空间运输系统提供地面保障和训练宇航员。随着轨道器飞行频度增加，而且航天计划日益成为国家的科技实用资源，用现有方法和设施提供高质量的保障，产品以及宇航员训练面临着极其严峻的挑战，为此正在进行几项工作，通过应用自动化技术（特别是在遥测监视和分析领域）减轻目前在训练有素的操作人员肩上的重担，利用由操作人员设计和开发的软件，分阶段引进多任务分布式工作站的工程也在顺利进     

保障NASA航天任务的S波段测距系统

NASA地面网(GN)为航天飞机和科学航天任务的轨道确定提供距离和多普勒数据,这些数据来自佛罗里达的梅里特岛,弗吉尼亚的沃洛普斯岛和百慕大的跟踪站。本文叙述了按哥达德航天中心(GSFC)“设备改造计划”、而研制的新一代S波段侧音测距设备。这种测距设备加进了几种新的性能,强调了在后十年中保障NASA任务的设备可靠性和可维修性。     

NASA任务操作与控制结构项目

航天任务复杂性的增加与航天任务预算的急剧削减之间的矛盾造成了要求迅速降低卫星的设计与操作费用的巨大压力。为实现这些费用的降低,一种主要的方法是降低支持任务操作系统的开发和操作费用。 NASA总部通信与数据系统部用以解决该难题的一个策略是其任务操作控制结构(MOCA)项目。该项目的技术方面授权哥达德航天中心(GSFC)的任务操作部(MOD)负责。MOCA将开发出一种任务控制与数据获取结构及可支持标准,以引导未来卫星和GSFC的任务控制设施的开发。该结构将降低对全天24小时操作的需求,实现飞行与地面软件组件在不同任务间的高级别重复应用,并通过实现相应功能从地面到卫星的转移来增强整个系统的适应能力。 最终的结果是为GSFC自己开发的卫星的星地系统接口设计形成一种确定的方式,以及包括数据结构、接口和协议等在内的端一端卫星控制过程的规范。这些方式和规范都适宜于包含在对未来的空间卫星的征购文件中。如在征购文件中飞行软件核作为政府提供设备供给的话,将可得到开发和维护。 本文介绍了MOCA项目,包括其当前状态和未来结果。     

人工智能在航天飞行任务规划中的应用研究

 在航天飞行任务中，如何设计航天器的飞行过程，如何确定地面对航天器的控制操作，如何制定飞行控制计划等，是地面飞行控制中心面临的重大问题，也是航天飞行任务规划所要解决的基本问题。在充分认识和把握人工智能基本原理、方法和技术的基础上，提出了一个基于规则演绎和状态演化的生长式推理模型，并对模型的特性进行了详细讨论，然后导出了该模型在航天飞行任务规划问题中的具体形式，从而成功地解决了航天任务自动规划的难题。通过在实际航天任务中的应用和验证，不仅证明该模型和方法是正确的、可行的和高效的，而且证明人工智能在航天飞行任务规划中有着广阔的应用前景。     

NASCOM网络管理结构的重建

Nascom地面通信系统的研制始于1958年的先驱计划。低速率系统(速率低于9.6kbps)的开发遵循现有标准。但高速系统没有可比较的标准,因此使用专用协议和定制硬件开发。 自地面保障系统建成后,技术又取得了巨大的进步。有了计算机硬件、软件和高速通信标准,而且现有工作站的性能超出了地面系统研制中使用的主机性能。 Nascom正处于改进其保障系统以及提供更多服务的过程中。信息交换系统(MSS),通信地址处理器(CAP)以及多路复用/分路器(MDM)自动控制系统(MACS)是几例使用X—windows,Motifus及简易网络管理协议(SNMP)等标准开发出的Nascom系统。而且,地球观测系统(EOS)通信(ECOM)计划把标准作为整个网络的组成部分来强调。向标准发展在改进操作质量的同时缩减了研制、维护和互操作费用。 已经制定了将Nascom网络和系统综合到公共网络管理结构中的设施和资源管理器(FARM)计划。结构中最大限度地采用标准和实现计算机自动化将带来成本不断下降,操作效率不断提高。第一步总是得出Nascom总的需求,并确定全部现有管理系统共有的功能。确定这些公共功能可在管理结构中实现过程的再利用并促进整个Nascom网络更多地采用自动化。 MSS、CAP、MACS和Ecom计划通过降低成本和提高质量。表明了商业成品(COTS)和标准的潜在价     

国际空间站微重力燃烧项目规划及进展

对NASA近期在国际空间站等平台开展的微重力燃烧研究项目的实验装置、研究内容和进展等进行了调研与展示,旨在为中国空间站微重力燃烧科学的发展方向提供参考依据。目前,NASA通过开发国际空间站燃烧集成架的扩展设备、利用货运飞船平台以及国际合作等方式开展了一系列微重力燃烧基础科学和防火安全的相关研究,通过研究NASA将提高对高效清洁燃烧的认知,并完善未来飞船材料阻燃标准与防火安全策略,同时NASA也计划通过地基设施建设升级以降低研究成本并提高效率。     

NASA测控网请求空间链路扩展业务的接口说明

空间数据系统咨询委员会 (CCSDS)已经为几项空间链路扩展 (SLE)传输业务制定了建议 ,以便航天器的遥测遥控数据在负责为航天器提供通信的地面设施和测控 (TT&C)网之间进行标准的、可互操作的交换。欧空局 (ESA)和美国航空航天局 (NASA)喷气推进实验室 (JPL)的深空网 (DSN)已经实现了这些SLE传输业务。其它航天局正在尝试SLE业务 ,一些任务已经采用了SLE ,JPL已经把SLE作为在可预见的未来中任务设施和DSN之间的标准接口。NASA的空基网 (SN)、地基网 (GN)以及其他国家的航天局正在评估将SLE业务作为支持未来任务的标准…     

天地一体化飞行器测控通信网络体系构建

空间信息综合应用是未来航天的发展趋势,引进网络化技术,打造天地一体化测控通信网是实现信息综合应用的必由之路.一体化测控通信网作为空间信息传输、分发的公共基础设施,将各类飞行器、地/海/空/天基测控站（接收站）及指控中心、测控中心、用户等都作为网中的标准节点,以实现测控通信任务统一指挥控制、飞行器态势综合显示、测控通信资源综合利用和可持续发展.从新时期航天科技的发展特点得出,空间网络化是必然发展趋势.总结了国内外航天网络化发展的研究成果,提出测控通信网络化的定义、未来体系结构以及实施步骤,设计了空间网络化飞行验证试验的基本方案,剖析了空间网络化体系构建的关键技术.     

航天飞机的通信和测控系统

航天飞机轨道器的射频系统和数据业务包括以下内容:一台S波段相位调制(PM)发射/接收机、一台Ku波段发射/接收机、两台独立的S波段调频(FM)发射机,一台S波段载荷询问发射/接收机以及一台Ku波段交会雷达。另外,轨道器通信设备和数据系统还包括:一个计算机系统(作为载荷和射频系统之间接口的专用处理器)以及电视和磁带记录系统。地面保障系统包括地面航天跟踪和数据网(STDN)、航天指控中心(MCC)和载荷操作控制中心(POCC)。轨道器处于再入飞行轨道时,用五台雷达进行跟踪,用国内通信卫星将NASA跟踪系统连接起来。建立的话音通信系统可同时提供两条独立的双向话路,“测站会议和监视装置”可以在遍布世界的370个话音终端之间完成交换任务。航天飞机要经过四次飞行试验,进行约1100项实验。试验结束后,航天飞机将进入实用阶段:为付款的用户把卫星和其它设备送入太空。     

8PSK TCM调制在TDRSS信道中的性能

随着NASA局走向21世纪,新的航天计划,例如国际空间站、载人火星飞行计划和新的陆地星计划逐步展开,对TDRSS的数传要求很可能超出现有带宽。按NASA资助合同NAG5—1491,新墨西哥州大学(NMSU)空间遥测和通信系统的小Manual Lujan中心正在研究提高TDRSS数传容量的技术。这些技术包括利用高带宽效率调制格式来提高TDRSS转发器的数传