卫星自主导航——现状与历史

最近5—10年中,地球轨道卫星的自主操作已愈来愈受到人们的关注。星上计算系统的进展促进了这种设想的某些方面付诸实施。本文着重论述自主的一个方面——卫星导航。在卫星设计中实现这种功能就意味着星上能够实时测定航天器的位置和速度。自主导航就其本意而言,应不靠外部信号源而独立进行孚航;然而,这种严格定义可以有兼些变化,这样可能更现实。本文介绍了卫星导航的概念,着重阐述了该项技术发展过程中所做的一些重要工作。此外还讨论了通过各种飞行方案已经或正在研究的多种并存设计方案,并给出了各自的性能。对各种全自主导航系统进行了估价。全自主导航系统的定位精度为几公里,而采用部分自主导航的 GPS 系统却可达到几十米或更高的导航精度。还讨论了战略防御创新计划(SDI)这样的计划,被认为是需要未来自主导航的推动力,依此规划了一些能在近期内推进自主导航的研究活动。贯穿整个介绍和阐述,我们从公开文狱中引了一些参考文献,可供有志于深入研究和了解这一重要领域内前人所作贡献的人参考。     

美国“深空网”简介

美国的深空网是一个很先进的测控网,为NASA局行星探测飞学器提供跟踪、数据获取和通信服务。深空探测任务的测控需求将该网的能力和性能推到这样一种水平,即必须不断使空间远程通信系统和技术处于领先的地位,新技术不断地在深空网中迅速投入应用,该网由加里福尼亚州喷气推进实验窒(JPL)代为NASA管理和操作。该实验窒也进行了一系列先进系统开发计划,使该网的能力成功地保持在最高水平上。     

多目标地面炸点测量定位的盲区问题

利用CCD测角相机系统对地面同时爆炸目标点进行测量定位,是一个颇为复杂的问题。本文讨论了测角误差引起的辨识真、假目标炸点及个数的“盲区”问题。为了减小和减少这些盲区,笔者提出了若干实际对策。     

航天跟踪和数据系统评述

1981年6月,美国航空航天学会(AIAA)和美国航空航天局(NASA)在弗吉尼亚州的五角市召开了一个专题讨论会,议题是航天跟踪和数据系统。本文归纳了该学会对各大系统所作的评论。本专题讨论会的目的是评论在1980—2000年期间各国民用航天跟踪和数据系统所采取的各种措施。参加该会的共有来自八个国家(美、法、西德、印度、日本、挪威、西班牙、瑞典)的工业界和政府各部门的225名代表。本文概括了本次会议讨论的目前和将来的主要发展情况,列出了有关的主要问题,分别提出了解决这些问题应该采纳的一系列建议,并提出应促进国际合作的发展,以满足将来民用航天任务的要求。为了进行更加直观的比较,将各国所作的工作进一步分成三大类:数据采集和跟踪;数据分配以及航天任务指挥控制。本文并不想深入地阐述某些最终研究成果,因为在本会的会议录中有详细介绍。本评论仅在于对各国研究工作做出总的评述,并集中阐述使全球航天跟踪和数据系统的规划、实施和操作运行最佳化的一些问题。     

美国全球定位系统用于靶场外测的概况

全球定位系统(GPS)作靶场外测具有精度高、可跟踪低空飞行目标、可作全弹道跟踪、测量费用低、不受航区布站限制等优点。文中给出了外测系统的基本组成及有关技术问题。测量方案有二,其一是在目标上装GPS接收机,另一是在目标上装转发器。介绍了IEC公司的转发方案,其设备包括弹载设备和地面站设备及处理系统。最后讨论SATRACK系统的精度,指出GPS卫星星历表的准确度会影响SATRACK的外测精度,另外,多径效应引起的误差往往很突出,但对P码信号影响较小。     

小知识

倒计时(Countdown) 发射一枚大型复杂火箭是一个综合过程,其中要涉及到协调各种独立的工作过程。在发射阵地,要检测、启动、加热、调整火箭上不计其数的电气和机械元部件,跟踪站上也要作类似的操作,所有这些只是浩繁工作量中的一小部分任务。为了使每一项操作在适当时机执行,必须编排一张时间表,该表依次列出每一步应完成的工作,在火箭发动机点火时达到最高潮。每件事都编了号,并且相对于点火时刻定好时间,即以“T-时间”来定时。某一事件在T-60分钟发生,意味着它在点火前60分钟时发生。“T-时间”一般按时分计时,但在临点火箭以秒计时:“T-5秒、4秒、3秒、2秒、1秒、0秒”。     

甚长基线干涉仪时钟同步技术

一、前言甚长基线干涉仪(VLBI)作几分钟时间的观测,可以使相距很远的原子钟同步到几个毫微秒(ns)以内。作几个小时的观测,则可同步到1~ns。Easton等人最近已评述过远地时钟利用卫星作精确同步的技术。我们希望同时要重视地面被动无线电技术——甚长基线干涉仪——至少能达到相同的精度。     

欧洲空间局的新型多用途跟踪系统

本文介绍了欧联空间局(ESA)的新型多用途跟踪系统,将其所用的测距和多卜勒技术与其它系统常用的技术进行了比较。介绍了其系统功能、系统性能、工作方式以及各组件,以解析方式描述和分析了测距信号,同时导出了系统性能的限制。最后,列出了系统的技术指标以及在测控网中的使用情况。