载人航天天基测控通信探析

梳理了国内外空间站天基测控通信应用的概况,针对近地载人航天对测控通信系统的高要求,分析提出中继卫星系统的发展建议,以及导航卫星和低轨卫星星座系统的特点优势。调整中继卫星轨位、增加中继激光链路、采用全景波束全时监控模式,以及导航卫星和低轨卫星星座作为必要补充等途径,可为载人航天测控通信提供更好的灵活性、可用性和效费比。为载人航天天基测控通信发展提供了参考依据。     

测控与通信分系统：拍摄航天员太空行走英姿

使人们在地球上可以清晰仰望太空 出舱行走无疑是神舟七号飞船载人航天飞行任务最闪亮的一笔,而测控与通信分系统主要负责的是飞船的跟踪测轨、遥测遥控、天地通信和图像话音传输等任务.     

“神舟号”载人飞船总体方案设计技术的发展

文章介绍了中国“神舟号”载人飞船系统1992年～1995年总体设计技术的发展,该发展包括了四个阶段,即：载人飞船系统技术、经济可行性论证阶段,载人飞船系统技术、经济可行性方案复审阶段,载人飞船系统方案论证阶段和载人飞船系统方案设计阶段。文章论述了“神舟号”载人飞船总体主要方案和技术状态的确定,包括载人飞船舱段组成的论证与设计、载人飞船轨道舱留轨利用方案的论证、载人飞船应急救生方案的论证和设计、载人飞船降落伞方案的论证和设计、返回舱构型和总体布局设计。最后,文章给出了“神舟号”飞船总体方案设计取得的成果。     

支持径向交会对接任务的宽波束中继方法研究

针对神舟飞船和天和空间站径向交会对接形成组合体的工作模式下,神舟飞船宽波束中继S终端对中继卫星视场缩小导致测控覆盖率降低的现象,提出一种基于组阵和时空分集技术的宽波束中继S链路的设计构想,通过在天和空间站宽波束中继S终端内部增设功分器和合路器,以及在组合体径向对接口的对接总线内部增设高频电缆。利用天和空间站的宽波束中继S发射天线和接收天线,传送神舟飞船的宽波束中继S信号。神舟飞船宽波束中继S终端,同时接收和处理组合体对接总线内部高频电缆和神舟飞船I/III象限收发的宽波束中继S信号,解决了中继卫星过顶遮挡导致的测控覆盖率降低的问题,提升了链路可靠性。经仿真分析,相比单独工作模式,测控覆盖率提升了25.3%。对于接收链路,采用时空分集技术,对3个方向的宽波束中继S信号进行互相关解算和最大比合并,获得信号合并增益,有效提升了接收信号的信噪比和有效带宽。     

面向大规模星座的多波束测控天线及应用

大规模卫星星座的出现给传统测控模式带来了巨大挑战.利用机械扫描式的测控天线对卫星进行的一对一测控已不能很好满足大规模卫星星座的测控需求,具备快速指向能力的多波束测控天线是解决大规模星座测控的有效手段.通过对国内外多波束测控天线的调研,介绍了多波束测控天线的发展概况,对其技术特点进行了分析和研究,指出了多波束测控天线在星座测控中的优势,并提出基于多波束测控天线的星座测控建议.     

载人飞船图像系统优化设计及验证

针对载人飞船图像传输质量低的问题,根据测控体制及信道资源约束现状,提出一种载人飞船图像系统优化设计,通过对载人飞船上图像压缩编码算法改进和地面图像增强,实现在沿用载人飞船整体方案的前提下图像传输质量的提升。载人飞船上图像压缩部分,通过提升单帧图像的分辨率和降低帧频,实现传输带宽不变前提下图像质量的提升。地面图像增强部分,通过对载人飞船上原始图像进行深度网络数据预处理和基于深度网络的低质量视频增强,解决经过编码传输后视频分辨率低、压缩噪声大、运动模糊严重的问题,进一步提升图像质量。经过实例验证,通过改进载人飞船上图像压缩编码算法,在双幅模式下,峰值信噪比(PSNR)提升约2.000 dB;在单幅模式下,PSNR提升约1.800 dB。通过增加地面图像增强系统,PSNR提升约2.000 dB。     

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。     

中国载人航天工程八大系统（上篇）

1载人飞船系统 载人飞船系统的主要任务是研制＂神舟＂号载人飞船。载人飞船采用轨道舱、返回舱和推进舱组成的三舱方案,额定乘员3人,可自主飞行7天。载人飞行结束后,其轨道舱继续留轨运行约半年,开展空间对地观测、科学与技术实验。该系统由中国航天科技集团公司承担。     

北斗三号短报文低轨卫星测控应用研究

针对低轨卫星星座测控管理的全球覆盖需求和测控链路资源需求,分析北斗三号全球导航系统短报文用于低轨卫星测控的基本能力,描述应用北斗三号全球短报文进行卫星测控的系统组成、工作流程及各部分功能,识别用于卫星测控管理的相关关键技术,并提出关键技术的初步解决途径,给出测控应用模式建议.     

载人航天闪金光（二）

2．成果丰硕的留轨实验 与神舟1号试验飞船相比．2001年1月10日发射的神舟2号飞船是中国第—艘无人正样飞船。其系统结构有了新的扩展．技术性能有了新的提高。飞船技术状态与载人飞船基本—致。     

“神舟”地地道道中国造

随着“神舟”飞船的再度载人飞天,关于“神舟”飞船是否模仿俄罗斯“联盟”号飞船的言论也再次兴起。说“神舟”飞船模仿“联盟”号飞船无非有三大“论据”:俄罗斯载人航天以卫星式飞船起步,中国也以发展卫星式载人飞船打开通天之路;“神舟”与“联盟”同样有着三舱模式;“神舟”飞船与“联盟”号飞船外型相似。仅凭这三条就能判定“神舟”飞船是“联盟”飞船的“翻版”吗?     

海基S频段航天测控半实物仿真系统设计

陆、海基统一S频段测控网是我国为适应载人航天任务特殊要求而建立的航天测控骨干网,基于遍布三大洋的远洋航天测量船队实现的海基测控大大提高了对飞船的测控覆盖率.本文仿真系统是根据海基航天测控演练、联调的需要而提出的,明确了仿真系统的构建原则、组成和功能.给出了海基测控目标轨迹仿真的方法和模型,对目标动态模拟设备的设计与实现进行了具体描述.该仿真系统已应用于新一代远洋航天测量船,在神舟七号载人飞船测控任务准备中发挥了重要作用.     

神舟载人飞船测控与通信分系统的研制

简述了美、俄的载人航天测控与通信分系统，着重描述了我国神舟载人飞船测控与通信分系统的组成、工作原理、基本配置以及飞行试验情况，以供其他型号的相关系统研制参考。     

低轨Walker星座构型演化及维持策略分析

针对低轨(LEO)Walker星座构型维持问题,分析在地球非球形引力和大气阻力摄动下卫星的运动规律及星座构型演化特性。结果表明,低轨Walker星座构型发散主要体现在由初始轨道参数不一致引起的轨道高度衰减和相位漂移,国内首例低轨Walker星座实测轨道数据验证了理论分析的正确性。结合星座任务特性与构型发散特点,提出了基于基准卫星的相对相位维持策略,选取一颗卫星作为基准卫星,使星座中其它所有卫星相对于基准卫星的相位漂移量累加值最小,通过对目标卫星实施一次相对基准卫星的轨道高度抬升/降低,维持星间的相对位置关系。实际工程应用表明了此策略的有效性,不仅降低星座构型维持的复杂度及频次,节约燃料,且轨控时间短,为我国今后卫星星座的构型维持提供参考。     

航天短讯

正神舟十二号载人飞船返回舱开舱仪式在京举行2021年9月27日,由中国载人航天工程办公室和中国航天科技集团有限公司主办,中国空间技术研究院承办的神舟十二号载人飞船返回舱开舱仪式隆重举行。外交部亚洲司、非洲司代表,中国载人航天工程办公室代表,中国卫星发射测控系统部代表,中国航天科技集团有限公司代表,巴基斯坦、纳米比亚驻华使馆代表,相关物品搭载单位代表和媒体记者共约100人参加了开舱仪式活动,共同见证搭载物品出舱。     

神舟四号发射成功

20 0 2年 12月 30日 ,在酒泉卫星发射中心长征二号Ｆ火箭将我国自行研制的“神舟”四号无人飞船发射升空并成功进入预定轨道。这是我国载人航天工程的第四次飞行试验。我国于 1999年 11月 2 0日首次成功发射“神舟”号飞船。按照研制计划 ,要发射若干艘无人飞船 ,然后实施载人飞行。这次发射的“神舟”四号飞船是整个研制计划中一次重要的飞行试验。飞船将在太空完成预定试验任务后返回地面。飞船在太空自主飞行和留轨飞行期间将进行多模态微波遥感器对地探测、综合精密定轨试验、生物大分子和细胞的空间分离纯化实验、微重力流体物理实验等…     

晒晒“智能化”的神舟九号——神舟九号飞船智能化设计一瞥

为了确保航天员的安全,完成首次载人交会对接任务,承担神舟九号飞船研制的工程科技人员在打造智能化载人飞船上,倾注了大量的心血。神舟九号是一艘智能化程度很高的载人飞船。14个分系统参数全面汇集转换神舟九号飞船和航天员相关的信息都能通过飞船的仪表来显示。与神舟八号一样,神舟九号也是由14个分系统组成。显示飞船动态的有53幅页面图,对飞船上14个分系统各种参数全面汇总,舱内53幅页面图全盘掌控以及两类应急救生模式的启用等等,这一切,都依靠仪表控制器应用软件来完成,这就是神舟九号的仪表控制器应用软件智能管理系统。     

天地一体化的完整体系

中国载人航天工程虽然起步晚，但起点高，从总体上体现中国特色和技术进步，在较短的时间内，以较少的投入，高标准、高质量、高效益地走出了一条具有中国特色的载人航天工程发展道路。 神舟飞船从研制开始就瞄准了国际第三代载人飞船水平，直接采用三人三舱的设计方案，轨道舱可留轨半年，继续进行空间科学实验和技术试验。神舟飞船采用了升力式返回再入，由GNC分系统进行再入过程中的升力控制，这是比弹道式再人更为先进的返回方式，可以大大提高飞船返回着陆点的精度和降低再入过载峰值，减轻航天员返回地面时承受过载的痛苦。     

一种基于组合策略的低轨星座网络流规划方法

低轨星座网络流规划方法是提升大型星座网络性能的关键技术。针对现有低轨星座网络流规划方法手段单一，难以兼顾全局性能优化与卫星自主灵活性等问题，研究提出了一种基于组合策略的低轨星座网络流规划方法，首先根据业务特点对网络流进行分类映射，针对6类映射业务的QoS差异，分别采用集中式、分布式和源端路由等路由控制策略；在此基础上将星座网络流规划问题抽象为求解带宽约束下的多源单汇网络最大流和多源多汇网络最大流问题，分别采用负载均衡路由和多约束QoS路由算法；对基于组合策略和单一策略的星座网络流规划方法进行了仿真分析，结果表明组合策略比集中式的传输时延低约20ms，丢包率低约9%，比分布式的带宽利用率高约42%，可有效提升星座网络性能，能够更好满足不同场景及需求。     

低轨红外观测星座时空观测漏洞分析

提出了低轨红外观测星座时空观测漏洞概念,分析了漏洞的成因、形状和变化规律,给出了漏洞活动范围、数量和大小的计算方法。仿真计算了三个Walkerδ-星座的漏洞指标,给出了基于漏洞指标的星座评价方法。研究对低轨红外观测星座的设计有一定的指导意义。