航天器测控仿真方法研究

航天器发射前,航天飞行控制中心需要对相关测控方案和软件进行验证。利用仿真系统验证测控方案和软件是一种行之有效的途径。航天器测量数据、轨道和姿态控制仿真是航天飞行控制中心仿真系统的重要组成部分。分别讨论了航天器测量数据、轨道控制和姿态控制仿真方法,分析了航天器测控仿真系统的建立,通过仿真结果说明了仿真方法的合理可行。     

宽波束中继技术在空间站任务中的应用研究

针对航天器现有窄波束中继终端天线在姿态快速变化及姿态异常条件下提供测控支持的局限性,提出了利用宽波束中继技术提供测控通信支持的方案。基于宽波束中继天线性能、天地链路性能对测控通信支持的影响分析,提出了改善链路性能的优化方案。结合空间站任务载人航天器各阶段测控通信支持的特点,分析了宽波束中继在入轨段、长期运行段和返回段的应用。分析结果表明:宽波束中继可为载人航天器从海南发射场发射时的入轨提供测控支持,也可为载人飞船返回提供测控支持。     

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。     

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。     

测控系统决策数学模型及其应用

本文利用系统工程的方法和图论理论建立了测控系统决策数学模型。由于测控系統比较复杂,我们把它分成几个分系统逐一建立决策数学模型,以便在微机上采用矩阵进行决策。我们以上级机关制定的“测控系统基本发射条件”为依据,用建立的决策模型,在微机上开发了一个辅助决策系统,井在85年某次试验任务中得到了实际应用。     

飞控中心试验任务软件更动及问题归零管理系统的设计

针对北京航天飞行控制中心试验任务测控应用软件原有的配置变更管理方式效率低、过程难以控制等缺点,采用三层架构设计试验任务软件更动及问题归零管理系统,实现试验任务测控应用软件配置变更的电子化管理,使软件配置变更得到有效控制和记录,提高了中心软件配置变更管理的安全性、可靠性和可追踪性。     

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     

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。     

可定制指挥显示软件的架构研究与实现

航天测控系统任务类型多,设备型号复杂,这对测控部指挥所数据监视显示软件的稳定性、适应性和可扩展性提出了极大的挑战。基于组件＼控件模型,提出一种支持显示定制的数据显示架构,可以由用户根据不同的任务和设备组织显示内容。在保证软件长期稳定的前提下,兼容各型设备差异,实现适用于不同任务。     

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。     

航天发射任务测量船应急测控海域设计方法

针对某些航天发射任务中测量船任务海域纬度高、气象复杂多变的特点,提出了测量船应急测控海域的设计方法,为预定任务海域出现危害性以上海况时实施快速正确船舶机动和应急测量工况设计提供依据,给出了设计实例。     

交会对接任务天基双目标测控通信设计

针对交会对接任务对测控通信提出的高覆盖率和双目标测控等需求的问题,分析2颗中继卫星能够提供的覆盖率,设计双目标测控工作模式以及天地协同机制,计算中继链路的性能,分析表明,天基测控可提供约72%的测控覆盖率,能够支持双目标测控,链路余量满足要求;统计了任务中关键段落的测控通信工作情况,分析结果和实际任务情况验证了天基测控在交会对接任务测控通信中的重要作用;最后提出后续任务改进和完善的建议。     

测控任务可靠性的近似零方差重要抽样仿真

评价航天测控方案中的测控任务可靠性需要高效的方法,解析法和直接仿真都不能满足该要求。在介绍测控任务模型及其可靠性直接仿真法的基础上,基于不交化最小割集设计了实现近似零方差重要抽样的方法,并给出不交化最小割集的获取算法。通过案例分析,得出不交化最小割集最大获取数量越大,仿真收敛性越好,但相应地耗时也越多的结论。因此,实际应用中,需要在不交化最小割集获取数量与仿真时间二者间进行权衡。     

基于数据操作的航天测控软件测试复用模型

测试复用技术是提高软件测试效率和质量的重要技术手段,在分析航天测控软件行为模式的基础上提出了基于数据操作的航天测控软件测试复用模型,给出了测试用例搜索和匹配算法;以航天测控外测数据处理软件的可靠性测试为例给出了模型的具体应用。结果表明,基于给定模型的测试复用方法可提供该软件约65%的测试用例,有效提高了测试效率,所提出的模型和方法对专业领域软件测试效率和质量的提高具有一定的借鉴意义。     

基于BDD的航天测控系统任务可靠性分析

针对航天测控系统任务可靠性分析问题,提出了基于二值决策图（BDD）的航天测控系统任务可靠性分析模型和算法。将航天测控系统视为一个多阶段任务系统,采用任务剖面描述任务时序逻辑关系。根据各阶段的可靠性逻辑结构建立了单阶段的BDD,依次对各阶段的BDD进行运算得到系统的BDD,据此计算系统的可靠度。最后给出了一个算例,验证了算法的有效性。     

面向测控IP网的测量船测控信息交换模式研究

对基于消息中间件的测量船测控信息交换模式进行研究,首先对消息中间件技术进行探讨,然后基于测量船应用需求,从测控信息交换体系结构、测控软件系统软件部署、测控消息流管理3个方面展开基于消息中间件的测量船测控信息交换模式设计．最后对基于该模式的测控信息交换的可靠性、实时性以及易管理性等优势进行了分析。     

原点误差对发射方位角及弹道精度的影响分析

发射原点是飞行器试验中非常重要的参数,在某些特殊试验中,发射原点往往是不能准确给出的,为此,本文详细推导了发射原点误差对发射方位角和弹道精度的影响公式。仿真计算结果证明,原点误差对发射方位角影响较大,而原点误差和发射方位角误差的共同作用对发射系下的弹道精度影响很大,对于此类高精度的飞行器试验必须考虑原点误差对弹道精度的影响。     

Airborne platform capability assessment

It is expected that the multimode weapons systems of the future will be highly fault tolerant, possessing the ability to perform tactical missions with both full or degraded functional capabilities. The fault-tolerant system characteristics will allow systems with less than the fully specified functional capabilities to be engaging in combat. This design feature will present the operators of these weapons system with the operational challenge of selecting and/or assigning weapons platforms with degraded capabilities to carry out tactical missions. An in-system assessment process is proposed to evaluate the operability for these weapons platforms on the basis of current functional status, the reliability of the hardware resources within the system's avionics, and the resources required by the various application modes to accomplish mission tasks     

天基测控系统应用发展趋势探讨

基于中继卫星的天基测控系统将在我国航天测控系统中扮演越来越重要的角色,研究天基测控系统应用发展趋势,对支撑天基测控系统发展、引导技术及应用研究都有着重要意义。本文从我国基于中继卫星的天基测控系统应用需求分析入手,介绍了国内外天基测控系统应用现状,对我国天基测控系统应用发展趋势和相关关键技术进行了深入探讨,指出今后应加强中继链路设计分析与模拟验证工作,建议重点开展抗干扰抗截获技术、更高码速率传输技术以及多用户网络化技术等关键技术的研究和应用。     

The New Horizons Spacecraft

The New Horizons spacecraft was launched on 19 January 2006. The spacecraft was designed to provide a platform for seven instruments designated by the science team to collect and return data from Pluto in 2015. The design meets the requirements established by the National Aeronautics and Space Administration (NASA) Announcement of Opportunity AO-OSS-01. The design drew on heritage from previous missions developed at The Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory (APL) and other missions such as Ulysses. The trajectory design imposed constraints on mass and structural strength to meet the high launch acceleration consistent with meeting the AO requirement of returning data prior to the year 2020. The spacecraft subsystems were designed to meet tight resource allocations (mass and power) yet provide the necessary control and data handling finesse to support data collection and return when the one-way light time during the Pluto fly-by is 4.5 hours. Missions to the outer regions of the solar system (where the solar irradiance is 1/1000 of the level near the Earth) require a radioisotope thermoelectric generator (RTG) to supply electrical power. One RTG was available for use by New Horizons. To accommodate this constraint, the spacecraft electronics were designed to operate on approximately 200 W. The travel time to Pluto put additional demands on system reliability. Only after a flight time of approximately 10 years would the desired data be collected and returned to Earth. This represents the longest flight duration prior to the return of primary science data for any mission by NASA. The spacecraft system architecture provides sufficient redundancy to meet this requirement with a probability of mission success of greater than 0.85. The spacecraft is now on its way to Pluto, with an arrival date of 14 July 2015. Initial in-flight tests have verified that the spacecraft will meet the design requirements.