载人航天测控与医学监测

载人航天测控与医学监测王德汉，陈广善在载人航天中，为了确保航天员生命安全和飞行任务的实现，飞行中的航天器环境和工作状态、航天员的身体健康状态和工作情况都应进行监测和控制。载人航天测控网就是为此而设置的。它对航天器的发射、轨道运行、再入和返回以及航天员...     

基于LabVIEW的航天器磁试验测控系统设计及应用

针对现有航天器磁试验测控手段自动化程度低、操作复杂的问题,基于LabVIEW软件以及磁试验流程和现有设备,研制了新的磁试验测控系统,并进行了测控系统的软件设计。该系统实现了对测控电源、磁强计探头的灵活自动配置和控制,对线圈磁场的一键式远程控制,磁场波动的实时监测,磁场数据的并行采集和处理。试验验证结果表明,该测控系统具有测量与控制精度高、运行稳定可靠、自动化程度高、操作简便等特点。     

我国航天测控技术的发展趋势与策略

航天测控系统对促进航天事业发展负有重要责任。为适应我国航天事业的发展，测控技术总体水平尚需进一步提高，测控网的整体功能还必须得到增强和拓宽。应尽快提高航天器测轨定位精度，测控通信覆盖率和多星运行管理能力;建成完善的天地一体化航天测控体系，并在天地应用数据传输和空间信息综合处理管理方面发挥作用。本文在分析我国航天测控系统的任务和目前技术差异的基础上，结合实际对未来发展趋势与策略归纳了一些认识。     

载人航天器空间交会对接过程中人的作用

一、交会对接的控制模式航天器空间交会对接技术是实现空间站、空间平台等大型载人航天器在轨装配、回收、补给和维修服务等高级空间操作的先决条件，具体地说，对交会对接的任务需求可归纳为下述几个方面：１大型空间机构的在轨组装，增加或更换空间站的舱段；２定期为永久性空间站和空间平台加注燃料，补充给养、器材和原材料。３更换陈旧或失效的有效载荷、实验仪器和生产设备，并回收产品。４执行空间维修和救援任务。一般而言，它包括两个相互衔接的空间操作：空间交会和空间对接。所谓交会是指航天器之间在轨道上按预定要求相互接近的…     

知识资料窗

知识资料窗航天测控和数据采集网航天测控和数据采集网就是对航天器进行跟踪测量并控制其运动和功能的专用地面系统，由航天测控中心和若干航天测控站组成，简称测控网。测控网通过对航天器跟踪测量、监视、控制和接收航天器发送来的数据，检测和控制航天器上各种装置和系...     

在轨模块更换任务动力学与控制仿真系统

航天器在轨模块更换任务的总体仿真是对总体方案进行系统性分析和论证的重要手段。文章基于天基平台在轨模块更换技术的研究,搭建了在轨模块更换仿真演示验证系统,介绍了仿真系统总体架构,建立了包括空间环境、轨道、动力学、控制、电源、测控等各分系统在内的仿真系统。重点对交会对接、在轨模块更换过程涉及的航天器平台及机械臂的动力学特性...     

铸造辉煌的远望号

远望号远洋测量船是中国航天测控网海上机动测量船，在过去的２０年间，测量船３４次远征大洋，累计远洋航行近６０万海里，相当于绕地球２２圈；３６次执行国家重大科研试验和国内外卫星发射的海上任务，测控成功率达到１０ ０％，创造了世界航天测控史上的奇迹。远望号测量船作为航天测控网的一部分，可跟踪测量航天器及火箭的飞行轨迹，接收遥测信息，发送遥控指令。今后还可与宇航员进行通信，并可营救返回溅落在海上的宇航员等。航天测控向海延 世界上第一枚近程运载火箭发射时，其射程仅为几百公里，陆地上一部雷达就可完成对它的全程…     

航天器姿态预设性能控制方法综述

针对存在不确定惯量矩阵及其它未知不确定性(如执行器故障、航天器结构发生突变等)下的航天器姿态控制问题，综述了预设性能控制及其应用的研究进展。首先阐释了预设性能控制方法的基本内涵及其关键步骤；然后分析总结了现有航天器姿态控制以及预设性能控制研究的基本概况与发展趋势；最后面向未来复杂化、智能化的空间任务对航天器控制系统提出的新需求，提出航天器预设性能控制值得研究的问题和方向。     

基于HLA的载人航天器飞行任务仿真平台研究与实现

面向载人航天器飞行任务仿真需求,根据载人航天器的特点以及高层体系结构(HLA)技术,提出了基于高层体系结构的载人航天器飞行任务仿真平台方案,设计实现了由运行管理、飞行指令、数据记录、数据可视化等功能,以及涵盖轨道、姿态、能源、动力学等多个专业仿真模型组成的仿真平台,给出了应用实例,并就仿真平台开发中的联邦开发过程、仿真模型接口软件、飞行场景三维可视化等关键部分进行了探讨。与单一的飞行任务仿真软件相比,该分布式仿真平台覆盖的专业面更全,验证内容更丰富,可扩展性更强。随着载人航天器系统飞行任务复杂程度的提高,通过对仿真平台的扩展和重用,可适应新的任务验证需求。该仿真平台可为复杂载人航天器的飞行任务设计验证提供依据,并对基于HLA的其他航天器仿真系统的联邦设计与开发具有一定的参考价值。     

基于自主规划的载人航天器飞行程序设计

针对航天器飞控任务中因飞行程序的准确、实时需求,对地面人力、物力和测控资源强依赖的现状,提出基于自主规划的载人航天器飞行程序设计方法,并设计了飞行程序自主规划系统。自主规划系统由测控覆盖计算模块、知识配置模块和规划调度模块组成,测控覆盖计算模块自主生成进出测控区的程序,知识配置模块对指令约束条件等航天器模型进行描述,规划调度模块以约束条件传递的方式规划任务程序,实现不依赖地面的自主飞行程序设计。通过建立自主规划系统与控制等分系统之间的信息交互,可有效解决飞行程序与控制的协同问题,并实现不依赖于测控资源的紧急故障处理。     

航天器公用空间搭载试验平台设计

我国航天器搭载试验包括空间材料实验、航天医学实验和航天新技术验证试验,具有数据量大、需要实时传输、工作模式多样等特点。文章根据试验项目的需求,设计了应用于低轨道航天器的支持各类空间搭载试验项目的公用试验平台。地面测试验证和在轨运行情况表明,该平台在不影响飞行器平台安全的同时,满足了对试验项目的工作控制、遥测监视及试验数据传输管理的任务要求。     

遥测属性在数据处理中的应用

在遥测数据常用数据库的基础上 ,应用遥测属性传递标准 TMATS建立了新的测控数据库。新测控数据库实现了设备属性建库 ,从而使处理的参数可与测量设备相联系 ,并实现了与遥控数据库的联系。测控数据库已应用于数据处理中。     

智能天地一体化网络的卫星跟踪测控技术综述

随着卫星互联网和我国航天测控技术的不断进步,航天测控网络朝着智能化、一体化的方向发展,在自主测控、资源分配等方面进展良好。因此,建立智能天地一体化的航天测控网是我国航天未来发展的重要目标。针对智能航天测控网中的跟踪测轨、遥测和遥控三个方面,分别介绍了相关原理与技术。同时,结合CCSDS提出的空间数据链路标准协议详细介绍了TM、TC、AOS、Proximity-1以及USLP标准,分析了不同标准所使用的技术与实际应用。本文从数据链路层和物理层的角度介绍了智能航天测控系统的工作原理及技术要求,为我国智能天地一体化卫星测控通信网的研究提供参考并予以展望。     

一种通用遥控注入数据格式的设计与应用

对航天器遥控体制的发展作了简要回顾和分析,重点研究了欧洲航天局定义的包应用标准。文章借鉴包应用标准的设计理念,与我国实际遥控需求相结合,设计了一套通用遥控注入数据格式,并开发了相应的地面软件和星载遥控处理软件。     

航天器在轨运行段遥控作业规范化设计与实现

针对当前航天器长期运行段遥控作业中人工干预环节较多、自动化智能化水平较低、流程标准化较低、要素不完整、事后工作不完整等问题,在分析形成遥控作业规范化需求的基础上,对遥控作业运行流程、功能模块、异常报警处置策略进行设计与规范。将遥控作业分为遥控上行前、中、后三个阶段,在现有基础上增加启动时机合法性自动检测、状态自动判别、时间条件自动驱动、注入结果自动评估、事后安全处置、自动退出、异常情况下循环报警推送处置策略等模块,完成遥控作业编写的规范性设计。最后,选取50颗在轨卫星对规范后的遥控作业进行验证,并与已有的作业进行了量化比对,结果显示,规范化遥控作业显著提升了上行工作的安全性、可靠性和运行效率,可提高航天器在轨稳定运行性。     

基于APP的卫星地面遥控系统安全性设计

目前,我国绝大部分卫星的遥控指令上行操作必须在专用测控网内进行,当卫星发生在轨异常时,相关支持人员必须赶赴测控中心现场进行集中处置,非工作时段时效性较低,不利于紧急情况下的异常快速处置。对基于APP的卫星地面遥控系统安全应用方案进行了研究和设计,旨在为我国未来卫星高效运行管理提供一种新的手段,通过原型系统的仿真测试,验证了系统的技术可行性,实现卫星管理相关人员在远离测控中心的情况下也能安全有效地参与在轨异常应急处置。     

航天器遥控FPGA片上容错设计技术研究

结合深空探测项目研制任务研究遥控数据接收处理电路FPGA片上容错设计技术。在研究航天器遥控数据接收处理电路数据模型的基础上,提出遥控数据接收处理电路FPGA片上小粒度自主备份容错设计方法;应用此新方法进行遥控指令通道FPGA设计优化;针对FPGA缺陷成团性,进行遥控指令通道FPGA布局优化,最终设计出能够自主容错,容错能力更强,可以应对缺陷成团性影响的新一代遥控指令通道FPGA。这一FPGA的实现,验证了文中提出的新方法,也为未来深空探测项目、微小卫星等提供新的遥控产品。     

Ka-band high-rate telemetry system upgrade for the NASA deep space network

The NASA Deep Space Network (DSN) has a new requirement to support high-data-rate Category A (Cat A) missions (within 2 million kilometers of the Earth) with simultaneous S-band uplink, S-band downlink and Ka-band downlink. The S-band links are required for traditional telemetry, tracking & command (TT&C) support to the spacecraft, while the Ka-band link is intended for high-data-rate science returns. The new Ka-band system combines the use of proven DSN cryogenic designs, for low system temperature, and high-data-rate capability using commercial telemetry receivers. The initial Cat A support is required for the James Webb Space Telescope (JWST) in 2014 and possibly other missions. The upgrade has been implemented into 3 different 34-meter Beam Waveguide (BWG) antennas in the DSN, one at each of the complexes in Canberra (Australia), Goldstone (California) and Madrid (Spain). System test data are presented to show that the requirements were met and the DSN is ready for Cat A Ka-band operational support.     

高速飞行器非视距短波通信的可行性验证飞行试验

当高速飞行器处于失稳失控等紧急情况时，现有航天器测控方法可能面临地面站天线无法及时跟踪和对准飞行器的问题，这将导致测控通信链路的中断，无法传输紧急的安控遥控指令。为了在飞行器失稳失控、非视距通信时与地面站维持通信，提出将短波通信应用于高速飞行器测控通信系统的应急通信，并进行非视距短波通信的飞行试验以验证方法的可行性。在试验中，地面站发射7 MHz的短波信号，高速飞行器内部安装的交流磁场计用于接收短波信号，获得了短波的磁场强度与飞行环境的本底噪声。试验结果表明，随着飞行器海拔的增加，磁场强度减小，高速飞行器始终能在非视距和天线不对准的情况下接收到短波信号，证实了短波应用于高速飞行器应急通信的可行性。试验是进一步验证高速飞行器在远距离、超视距以及拒止环境下应急通信的技术基础，同时，也为高速飞行器短波通信系统的研制提供重要的数据支撑。     

FY-2C星地面应用分系统指令与数据获取站

介绍了风云二号(FY-2)C星地面应用分系统数据与指令接收站(CDAS)的主要技术指标、工作流程,以及与C星的星地接口与地面应用分系统其他部分的接口.说明了CDAS的天伺馈、信道、图像获取(IAS)、三点测距(TRRR)、数据收集(DCP)、遥测遥控(TT&C)、卫星模拟器、标校、时间统-、低速信息传输(LRIT)信息编码与发送等子系统的组成与功能.阐述了C星CDAS的设计原则,以及用群调技术实现DCP的数据解调、用扩频伪码进行TRRR定位、图像处理、TT&C增加图形化界面控制、正交相移键控(QPSK)解调器抗长连"1"功能等关键技术.在轨测试和试运行期间,C星的CDAS不仅解决暴露的问题,而且进行适应性调整.验收前测试结果表明,其功能及技术指标满足业务运行要求,设备工作正常、性能稳定.