您的位置:首頁>正文

李濟生院士談我國航太測控技術能否測控全球“北斗”

李濟生院士

2017年11月5日19時45分,我國在西昌衛星發射中心用長征三號乙運載火箭,成功發射兩顆“北斗”三號全球組網衛星, 開啟了“北斗”衛星導航系統全球組網的新時代。

“北斗”系統的全球監控困難應該不大, 因為二三十顆星分佈在全球, 圍繞地球旋轉, 相當於排隊通過我們的領空,可以逐顆測控。 而且我們已在國外建立有地面站, 如南美、歐洲、非洲、巴基斯坦, 也可以對“北斗”衛星系統進行跟蹤。 我國衛星測控技術能取得今天的成就與幾十年的發展密不可分。

長征三號乙運載火箭發射“北斗”衛星

1967年我國開始組建衛星測控系統;1970年, 發射了第一顆“東方紅”衛星, 到目前為止天上工作的衛星約有150多顆。

“東方紅”二號衛星變軌過程

總體而言, 我國衛星測控技術發展順利, 已達到國際先進水準。 曾經遇到的困難是軌道計算。 1970年代軌道計算誤差在幾千米, 到1984年時, 雖然定軌精度提高到了200米, 但還不能滿足當時對定軌精度的指標要求。 經過多年努力之後, 1993年定軌精度達到國際先進水準, 滿足了我國航太技術發展的需求。

現在, 我國測控技術有了很大的提高。 像雷達測距, 以前的誤差在20幾米, 現在誤差小於5米;1970年時, 衛星測速誤差60釐米/秒, 到80年代就提高到2.5釐米/秒, 經多年努力, 現在測量精度有了進一步提高。

衛星測控和通訊設備

我國早已實現鐳射測距, 精度可以達到1~2個釐米。

在覆蓋率方面, 不但實現了部分全球布站, 而且, 也已利用中繼衛星實施測控。 天基測控探測方面做了一些試驗和技術探索, 在不久的將來也會用上。

在航天器測軌方面, 目前已利用天文觀測網對航天器進行測軌。 例如:原來屬於天文探測網的VLBI(very long baseline interferometry, 甚長基線干涉儀), 其測量精度達到0.05角秒(注:雷達精度一般是20~40角秒)。

我國航太測控技術雖然達到了國際先進水準,

但是與美國相比還有差距。 美國在全球佈設了20多個地面監控站, 並早已實現了深空測控, 1977年發射的“旅行者1號”探測器, 已經飛出太陽系, 距地球幾十億千米, 還能接收到它的信號。

在空間態勢感知方面, 美國可以對2萬多個空間目標進行編目, 到2018年可實現對20萬個目標編目, 我國還有較大差距。

未來我國航太測控技術總的發展方向是優化地基, 發展天基, 構建深空, 綜合利用。

除了剛才提到的天地基一體化外, 還會利用自然界存在的一些資訊進行測定軌。 例如, X射線脈衝星測軌。 這種脈衝星直徑大小只有十幾千米, 快速自轉並發射X射線, 當X射線的波束掃到地球方向時, 衛星可以收到它的信號。 X射線脈衝星的脈衝週期特別穩定, 利用脈衝到達時間可以測定航天器的軌道。

“遠望”六號衛星測控船

全球布站和海上測控。現在測控站主要在國內,西到喀什,東到佳木斯,南到海南。對近地衛星,我國國內測控站每天只能看到衛星6圈,僅依靠國內測控站對衛星測控,其測控時間還不到衛星執行時間的5%。因此要通過全球布站和海上測控來擴大測控覆蓋範圍。

航天器以後還要智慧化。自己監控狀態、控制軌道、處理故障。

利用脈衝到達時間可以測定航天器的軌道。

“遠望”六號衛星測控船

全球布站和海上測控。現在測控站主要在國內,西到喀什,東到佳木斯,南到海南。對近地衛星,我國國內測控站每天只能看到衛星6圈,僅依靠國內測控站對衛星測控,其測控時間還不到衛星執行時間的5%。因此要通過全球布站和海上測控來擴大測控覆蓋範圍。

航天器以後還要智慧化。自己監控狀態、控制軌道、處理故障。

同類文章
Next Article
喜欢就按个赞吧!!!
点击关闭提示