美国下一代深空网发展计划探析

为适应未来美国深空探测的任务,此前美国NASA(National Aeronautics and Space Administration,国家航空航天局)对它的深空网发展的技术现状与能力进行了评估,梳理出了它们在未来深空任务中上下行通信速率需求,从而制定了美国下一代深空网的发展战略.针对此战略,梳理分析了美国深空网近年在深空通信导航领域开展的多项重大技术革新与演示验证试验,并从中剖析总结出了它的下一步的技术发展路线,期冀为我国深空测控网技术发展策略的制定提供参考.     

JPL深空通信和导航丛书

美国NASA所属深空网的科研管理单位——喷气推进实验室（JPL），总结其40多年的深空测通信技术研究经验，于2003年出版了深空通信和导航系列丛书，目前已出版5部了，该丛书由各领域有多年经验的科学家和工程师撰写，系统深空测控通信的基本原理.     

JPL深空通信和导航系统丛书

美国NASA所属深空网的科研管理单位——喷气推进实验室（JPL），总结其40多年的深空测控通信技术研究经验，于2003年出版了深空通信和导航系列丛书，目前已出版5部。该丛书由各领域有多年经验的科学家和工程师撰写，     

深空网通信技术的发展

深空网（ＤＳＮ）是由国家航空航天局（ＮＡＳＡ）空间操作办公室（ＯＳＯ）资助的，它为ＮＡＳＡ的深空任务，月球及远地轨道任务提供通信和导航支持。深空网的设施在不断发展，其设备也用于行星探则，无线电科学以及射电天文学，在过去的３０年中，深空网的通信和导航性能提高了许多人数量级，其接收灵敏度和无线电测量的数据精度接近目前可达到的最高水平，并可根据任务需要，技术发展以及资源用途进行改进，尽管一直在进行技术革     

直升机机载光电(红外,激光)武器装备飞行鉴定技术与方法初探

介绍了现代武装直升机所采用的先进的光电技术与武器装备，并就所要进行的演示／飞行验证的主要内容与方法进行了讨论，同时介绍了国外该技术的发展现状，最后就开展直升机机载光电（红外，激光）武器装备飞行鉴定的有关设备人了介绍。     

缩比模型演示验证飞行试验及关键技术

首先介绍了国内外缩比模型验证机飞行试验及其应用情况,总结了模型飞行试验的四大研究领域:气动布局演示验证、气动力飞行试验、危险边界飞行试验、新概念新技术演示验证试验;其次,分析了模型飞行试验在带动力自主飞行、模型快速结构设计与制造、模型动力系统设计与测试、飞行控制设计与测试、高精度测量与气动参数辨识等关键技术领域的发展趋势,并给出了中国空气动力研究与发展中心在这些技术方面的部分研究结果;最后,对模型飞行试验的未来发展方向进行了展望。     

我国深空测控设备的发展途径探索

深空测控通信是目前航天测控通信领域中难度最大、技术最尖端的部分,而深空探测将是下世纪继续升温的世界性的航天热点。本文讨论了我国深空探测的必要性,重点从深空测控设备的角度出发,讨论了月球探测中针对ＵＳＢ设备的改造方案以及从长远和发展的眼光出发、针对火星探测的深空测控设备方案和发展方向。     

深空探测自主导航技术综述

由于深空探测任务具有飞行时间长、距离远、环境复杂多变的特点,基于地面深空网的导航方法存在通信时延大、传输效率低以及天体遮挡等问题。自主导航技术可以使探测器具备自主执行部分或全部导航功能的能力,大大减轻了探测器对地面站的依赖程度,已成为深空探测领域的重点研究内容。从国内外深空探测任务的实际工程需求出发,首先概述了天文导航、惯性基组合导航以及星间测量导航方法的基本原理,其次介绍了三种自主导航方法的国内外发展现状,并重点分析了三种自主导航方法的关键技术,最后对未来深空探测自主导航技术发展给出了若干建议。     

CCSDS建议在深空通信导航中的应用研究

结合深空通信导航技术的发展趋势,通过分析CCSDS(空间数据系统咨询委员会)的研究领域、应用CCS-DS建议的空间任务,梳理出与深空通信导航相关的CCSDS建议。详细论述了深空任务中射频与调制、带宽频率调制、再生伪码测距以及相对差分单向测距等技术体制的CCSDS建议内容。并重点分析了CCSDS建议对我国深空测控网建设的影响,提出了我国深空测控设备符合CCSDS标准的技术要求。     

深空测控通信技术发展趋势分析

为满足21世纪我国深空探测任务的需要，参考国外深空测控通信系统的先进技术，归纳和总结了未来相关技术发展的7个趋势，为我国深空测控通信技术的发展提供一些参考。     

深空导航无线电干涉测量技术的发展历程和展望

结合世界各航天大国和组织所开展的深空探测活动和深空测控系统建设中,对无线电干涉测量技术的开发、应用以及深空导航技术试验验证情况,系统地梳理和总结了深空导航无线电干涉测量技术的发展历程,并通过该技术未来在国际上几个主要深空探测任务中的应用规划,分析了无线电干涉测量领域未来的发展方向.该领域技术的最新发展对我国深空测控网无线电干涉测量系统的后续建设也具有重要的借鉴意义.     

深空网通信技术的发展

深空网(DSN)是由国家航空航天局(NASA)空间操作办公室(OSO)资助的,它为NASA的深空任务、月球及远地轨道任务提供通信和导航支持。深空网的设施在不断发展,其设备也用于行星探测、无线电科学以及射电天文学。在过去的30年中,深空网的通信和导航性能提高了许多个数量级。其接收灵敏度和无线电测量的数据精度接近目前可达到的最高水平,并可根据任务需要、技术发展以及资源用途进行改进。尽管一直在进行技术革新,但为了满足各种任务的要求,其操作不但要做到高度可靠,而且.还要具有通用性。 为了提高未来深空网的能力,正在积极开发先进技术。这些先进技术将在深空网中实施,将会为在通信和导航能力与航天器的质量和功率之间进行折衷提供更大的自由度。目前正在开发的主要领域有Ka波段(32GHz)技术、波束波导天线、低噪声放大器、编码、导航技术、大功率发射机以及光学技术。 本文介绍了目前正为深空网开发的技术及其在90年代中期和以后可能发挥的效益。     

NASA月球激光通信演示验证试验

为满足日益增长的大数据量、高数据速率传输要求,NASA(National Aeronautics and Space Administration,美国国家航空航天局)正开启采用激光技术进行空间通信的新时代,并于近年相继开展了多项自由空间激光通信技术研究项目。针对该情况,重点介绍LLCD(Lunar Laser Communications Demonstration,月球激光通信演示验证)项目的系统组成和工作状况:该项目由NASA实施,首次采用激光作为载波在绕月飞行器和地面接收机之间进行双向激光通信,通过飞行演示验证了下行速率为622 Mbit/s和上行速率为20 Mbit/s的月地双向空间激光通信,以及端到端DTN(Delay Tolerant Networking,容延迟网络)数据传输,并验证了作为激光通信链路副产品的高精度测距技术,试验成果超出预期。最后展望LLCD后续发展,供我国相关研究工作参考借鉴。     

欧洲继续演示4D轨迹管理技术

欧盟2004年提出单一欧洲天空空管研究计划（SESAR），其中4D轨迹管理是一项重要内容，它在保证飞机安全飞行的前提下可以增加空域容量，优化飞行剖面，提高空管自动化程度。近期欧洲实施的初始4D轨迹（i4D）管理的技术演示，代表着SESAR计划又向前迈了一步。     

不同航管自动化系统间使用AIDC协议进行电子移交的探讨

AIDC（ATS INTER—FACILITY-GROUND/GROUND DATA COMMUNICATIONS）是国际民航组织为亚太地区相邻的飞行管制服务区（以下简称ATS）间制定的数据通信和管制电子移交的标准协议。在两个配备了航管自动化系统的ATS之间，使用AIDC协议进行数据通信和管制移交，可以有效地利用航管自动化系统的处理能力，降低电话移交的使用，减轻管制员的协调工作量，将精力更多地集中在屏幕监控、调配飞行冲突上面，对保障飞行安全、飞行顺畅具有积极作用。     

美太空监视系统首次实现弹道导弹飞行全程跟踪

3月16日,诺斯罗普.格鲁曼公司研制的2颗低轨演示验证卫星首次对一枚弹道导弹飞行全过程进行了探测跟踪。以前从未从太空对弹道导弹飞行过程进行全程跟踪,这是迄今为止太空跟踪监视系统（STSS）卫星最重要的成就。     

自由飞行下基于IPS算法的碰撞风险研究

自由飞行是解决空域拥挤问题的一种有效飞行模式。随着通信、导航、监视（ CNS ）技术的不断进步和自由飞行理论的不断完善,自由飞行将会使飞机由被动指挥向自选最优路径转变,能够明显提高空域的容量和飞行的效率。在评估自由飞行环境下飞机运行的安全性时,需要行之有效的碰撞风险评估方法。首先考虑通信、导航、监视（CNS）性能对飞机定位误差的影响,在执行飞行冲突解脱命令过程中引入相互作用粒子系统（IPS）,提出一种自由飞行下飞机碰撞风险评估算法,最后结合目标安全水平寻找最优最小安全间距。算例表明,算法能够快速有效计算自由飞行下飞机间碰撞风险,具有可行性。     

开展演示验证研究突破可重复使用天地往返运输系统关键技术

利用飞行演示验证手段来减少飞行器研制费用和降低研制风险，已成为当今世界飞行器研制的发展趋势，特别是在天地往返运输系统研制中，它作为重要的研究手段被广泛采用。该文就如何借鉴国外经验、利用飞行演示验证手段突破天地往返运输系统研制的主要关键技术进行了一些初步探讨。     

深空通信,跟踪的根本问题,国际解决现状和我国对策

本文介绍了深空探测任务中通信、跟踪（Ｃ＆Ｔ）碰到的五个根本问题以及由此引发出来的五个关键技术。其次，介绍解决这些关键技术在当今国际上达到的水平，最后提出我国发展深空的三步走建议和应先期开展研究的八个专门课题。     

高速再入飞行试验再入条件优化设计

飞行器返回再入时将经历极高的气动热环境,因此深空探测返回飞行器,尤其是载人飞船需要通过实际飞行试验验证相关性能,为降低成本和研制风险,通常采用大再入角和相对第二宇宙速度较低的再入速度进行飞行试验。为获得能实现高热流密度验证的最小能量再入任务方案,采用优化设计手段对飞行试验的再入角和速度以及倾侧角控制进行设计,经仿真分析表明,优化结果可达到飞行试验要求的热流密度,并可将再入速度需求降低约2．1 km／s。