实践四号卫星测控系统的设计特点

实践四号卫星是一颗比较特殊的空间探测卫星,运行轨道是在200～36000km高的大椭圆轨道上,要求全面。本文围绕卫星的要求,提出测控系统设计原则、设计特点,表现在跟踪、遥测、遥控、数传、时间码设计、天线设计各个方面,设计系统达到了可靠性和经济性的要求。     

风云二号应答机简介

风云二号测控应答机是风云二号卫星定点前的唯一测控通道,卫星定点后是卫星工程测控的主要通道。在地面测控站的配合下,完成卫星的火箭飞行段轨道的测量及传送遥测信号;过渡轨道、准同步轨道、定点轨道段的跟踪测轨任务。 风云应答机按国际C统一测控体制工作。互为备份的两台应答机工作在不同的频点上。两台应答机由行波管放大器提供的下行发射功率为4W。定点前两台应答机同时工作,定点后其中一台工作,一台关机备份。两台应答机工作状态可通过地面指令切换。应答机主机工作原     

一箭多星发射卫星空间距离测量与预报技术

多星空间距离测量是一箭多星发射的一项重要任务。由于站点分布限制和轨道条件约束,国内多数卫星存在地面不可监测弧段,传统的地基测定轨方法无法满足全弧段连续性要求。针对上述问题,对星间距离测量技术进行了研究,提出了利用GPS进行星间距离测量的方法;并提出利用基于GPS数据的简化动力学模型法及多项式拟合法进行星间距离测量和预报,结果显示,预报10min的位置精度为数十米量级。该方法突破了地基测控可见区的限制,实现了全弧段的轨道确定,并规避了GPS接收机可能存在的短时中断或由于通信原因不能实时获得测量结果的风险;可为分析确定多颗卫星间的安全距离提供参考。     

巴西卫星跟踪控制中心

在巴西从事航天活动的主要机构中,巴西空间研究院(INPE)负责建造卫星,研究有关的地面支援、跟踪和控制设施。它下属若干个机构,其中卫星跟踪控制中心(CRC)是实施任务控制的重要部门,这里就简要介绍该中心的情况。 卫星跟踪控制中心是用于控制在轨卫星的地面设施系统。从设计能力来说,它既可用于控制低地轨道(赤道上空轨道或极地轨道)上的卫星,也可控制地球同步轨道卫星。该中心包括一个卫星控制中心、两个地面站和一个保障全系统联络的数据通信网。 巴西卫星跟踪控制中心位于圣若泽·杜斯坎普斯,卫星控制中心也建在这里。两个地面站分别在库亚巴和阿尔坎塔拉(见图)。     

载人航天测控通信系统

在原有卫星测控网的基础上规划设计的载人航天测控通信系统与国际标准接轨，通过国内外的地面测控站和遍布三大洋的四艘远洋测量船保证了地面与飞船的测量控制和通信，实现了多项关键技术突破。它不仅能满足载人航天任务的高可靠、高精度、高覆盖、高速率的需要，还能同时为30颗以上卫星提供测控通信支持，这标志着我国自主发展的航天测控通信技术达到了世界先进水平。     

嫦娥四号着陆器测控通信系统设计与验证

嫦娥四号着陆器测控通信系统负责搭建着陆器与地面站、中继卫星之间的测控通信链路,是任务工程目标实现的关键组成部分之一。针对嫦娥四号着陆器任务对测控通信系统任务需求,提出系统方案,给出测控通信系统关键环节的设计方法、实现技术路径、地面验证和在轨工作结果,可为未来的深空探测任务测控通信系统的设计与验证提供参考。     

LEO至HEO多阶段任务小卫星测控系统方案

针对部分需要在多种不同轨道高度和轨道类型下分阶段执行差异性工作任务的小卫星,对常规测控系统方案进行改进,提出应用于近地轨道(LEO)至高椭圆轨道(HEO)多阶段任务小卫星的测控系统方案。该方案集成度高,采用高灵敏度遥控接收,设置高/低2档发射功率,引入信道纠错编码,设置多档遥测发送速率,单独设置无合成干涉效应的大功率发射天线,采用支持"漏信号法"的高灵敏度全球导航卫星系统(GNSS)接收机等,可有效应对不同阶段星地距离大尺度变化和卫星姿态的指向变化。以中欧合作"太阳风-磁层相互作用全景成像"(SMILE)卫星为实例,验证了改进测控系统方案的可行性。改进后的测控系统方案,可应用于LEO至HEO多阶段任务的小卫星及其他航天器。     

基于统一操作的近地卫星业务测控工作模式

一般而言,卫星系统在功能上可分为平台服务分系统和有效载荷分系统。相应地,卫星测控在测控对象上也可划分为工程测控和业务测控。卫星工程测控是指对平台服务分系统工作状态的长期管理和卫星轨道、姿态的长期保持,主要包括平台工作状态监视与控制、卫星轨道测量与控制、姿态控制与保持以及卫星能源管理等。卫星业务测控是指对有效载荷分系统的长期运行管理,主要是卫星业务应用时有效载荷的开关机控制、工作状态设置与监视等。卫星工程测控与业务测控既相对独立,又相互关联。原则上,在我国卫星长期管理阶段的工程测控由航天测控系统负责,业…     

中国海洋一号卫星在轨管理及问题分析

对中国海洋一号卫星一年来的测控管理进行了总结,初步分析了中国海洋一号卫星在轨管理期间的轨道姿态、电源温控、星上时钟以及载荷使用情况,研究了相关参数的变化规律,并就红外状态变化对姿态精度的影响以及姿态翻转对轨道的影响进行了分析,找出了卫星单、双红外地球敏感器工作条件下姿态精度的差别,提出了进一步改进卫星姿控方式的建议。为提高地面测控管理的效率,减轻地面卫星管理人员的工作压力,对小卫星平台提出了卫星自主故障定位等建议。     

神舟号载人飞船船载测控通信分系统

介绍了神舟号载人飞船船载测控通信分系统中统-S波段（USB）、C波段、遥测、遥控、图像、话音、超短波（VHF）、短波（HF）和天线等子系统的组成、主要功能与特点，以及跟踪测轨、话音通信、遥控、遥测和天线等的可靠性设计。地面试验和飞行试验结果表明，该测控通信分系统都完成了测量任务，完全能满足载人航天工程的高要求。     

中国巴西地球资源卫星的轨道捕获和轨迹交会控制

中巴地球资源卫星一号(CBERS-1)是中国和巴西合作研制的第一颗运行在太阳同步轨道上的地球资源卫星.CBERS-1于1999年10月14日由中国自行研制的长征运载工具按预定计划准时发射,进入设计轨道,随后通过轨道捕获、星下点轨迹控制和多次轨道保持机动等一系列轨道测控操作,该卫星已按遥感用户的要求正常运行在高精度的太阳同步、回归冻结轨道上.本文简要阐明CBERS-1轨道控制系统的任务目标、系统结构、轨道控制策略、控制性能、飞行软件和在轨操作以及飞行结果.     

SST-LL重力测量卫星轨道分析

论述了SST-LL重力测量卫星科学任务对轨道寿命、地面覆盖性能、轨道高度单圈波动、星间距离变化范围的需求。根据需求,计算了轨道的自然衰减情况,得出轨道初始高度为500km;综合考虑地面覆盖要求及运载火箭能力,得出了最佳轨道倾角为89°;得出了0.002 0偏心率下轨道高度波动范围不超过50km;分析得出星间距离的长周期变化主要受大气阻力影响,初步确定了轨道控制方案,即定期对受大气阻力较大的卫星进行轨道机动。     

嫦娥一号月球探测卫星技术特点分析

嫦娥一号卫星是我国的第一个月球探测卫星,将飞行至距地球380000km的月球,实现环绕月球对其遥感探测。由于任务目标不同,嫦娥一号卫星将遇到比近地轨道卫星更复杂的空间环境和飞行控制过程,所以必须解决面临的所有新技术问题。文章介绍了嫦娥一号卫星在轨道设计、月食、热设计、制导导航、测控、数传等方面的技术特点及研制验证方法。     

基于倾角修正的太阳同步轨道降交点地方时主动控制及应用

研究通过近圆太阳同步轨道卫星倾角修正控制使卫星降交点地方时反向漂移的方法,给出了控制动力学方程,分析了倾角控制的电源、轨控推力器和地面测控系统等约束条件并提出了轨道控制方案。介绍了我国首次太阳同步轨道卫星大倾角修正控制的在轨实践,对轨道倾角控制精度进行了分析和评估。修正过程中利用陀螺常值漂移对姿态机动的影响,使倾角控制对半长轴产生有利的耦合作用,减少了推进剂消耗。在轨实测结果验证了该法对降交点地方时漂移控制的有效性。     

基于TDRSS的低轨卫星定轨方法研究

利用跟踪与数据中继卫星系统(TDRSS)组成天基测控系统对低轨卫星进行轨道确定,并讨论了低轨卫星在TDRSS系统覆盖区域的时间段,以改进的Gauss-Newton算法为基础,设计了非线性迭代的微分轨道改进算法,有效抑制了算法截断误差.仿真实验证明基于TDRSS的测控技术可显著提高测控覆盖率,减少地面测控站压力,有效确定低轨卫星轨道,定轨位置误差小于20 m,速度误差小于0.01 m/s,能满足一般低轨卫星的定轨精度要求.     

风云四号卫星双程测距系统精密轨道确定

针对我国新一代静止轨道卫星风云四号高精度轨道计算需求,地面跟踪系统设计了多台站双频双程测距模式。详细给出了信号传播介质改正中的电离层与对流层处理方法,并给出了风云四号卫星动力学轨道确定策略。在非变轨期间,采用动力学定轨方法。轨道确定残差分析,测量噪声均方根优于0.5 m。通过轨道重叠分析,非变轨期间精度优于20 m。动量轮卸载期间,采用估计经验力的方法,其定轨残差优于1 m。对多弧段数据处理表明文中方法满足同步卫星双程测距模式下的高精度轨道跟踪问题。     

太阳同步对日定向卫星的测控天线布局设计

对日定向姿态卫星在轨没有固定指向地球的一侧,若采用在卫星对天面和对地面反向对称各安装一副测控天线以实现准全向覆盖的传统布局设计,在测控弧段中地面站方位跨越测控天线组合方向图干涉区的过程中,测控链路极易受到该区域天线增益的剧烈波动而出现链路中断,从而对测控任务产生较大影响。太阳同步轨道具有轨道平面和太阳矢量保持相对固定夹角的特性,若运行于太阳同步轨道的卫星采用对日定向姿态,则可利用该轨道特性,结合我国地面站主要位于北半球的特点,通过优化测控天线在星上的布局,减少测控天线干涉区对测控链路的影响。通过仿真分析给出该设计的具体实现过程,并给出不同轨道高度和降交点地方时对应的测控天线推荐安装角度,可为运行在太阳同步轨道上的对日定向姿态卫星提供测控天线布局参考。     

基于TDRSS的低轨卫星定轨方法研究

利用跟踪与数据中继卫星系统（TDRSS）组成天基测控系统对低轨卫星进行轨道确定，并讨论了低轨卫星在TDRSS系统覆盖区域的时间段，以改进的Gauss-Newton算法为基础，设计了非线性迭代的微分轨道改进算法，有效抑制了算法截断误差。仿真实验证明基于TDRSS的测控技术可显著提高测控覆盖率，减少地面测控站压力，有效确定低轨卫星轨道，定轨位置误差小于20m，速度误差小于0．01m／s，能满足一般低轨卫星的定轨精度要求。     

联盟号飞船测控与通信分系统的设计特点

联盟号飞船在测控与通信分系统的设计方面有如下特点: 1.信道载波为分散型体制,也就是说跟踪测轨、遥控、遥测、电视和话音信道都各自占用一个载频。 2.载波频段:除交会雷达外,是超短波(VHF)和短波(HF)频段。 3.测控与通信的主要设备,包括发射机、接收机和天线等都被放在仪器(推进)舱的一段密封舱和轨道(生活)舱中。所以在飞船返回时,在离地面距离140km以下时,飞船不再向地面发送、接收任何跟踪测轨和遥测等信息。飞船的跟踪和落点预报完全依靠防空雷     

通用化卫星测控地面测试系统设计

卫星测控地面测试系统的通用化设计对于卫星测控分系统研制试验手段的完善和整星测试水平的提高具有重要意义。对卫星测控地面测试系统的发展过程和设计需求进行了描述和分析,提出了利用通用测试仪器集成卫星测控地面测试系统的设计思想,并结合实践五号S频段测控地面测试系统的设计,论述了覆盖S频段和C频段的通用化测控地面测试系统的设计方案。