太空升降舱:测控系统--我国的航天测控网详解

日期:2019-01-04编辑作者:互联网技术

  载人航天测控通信系统是一个庞大而复杂的体系,包括三个任务中心、五个国内固定测控站、四个国外测控站、两个机动测控站和分布于三大洋的六艘远望号测量船、一个对各站(船)进行资源调度的网管中心、一个遍布各站点的通信网和时间统一系统。这些测控中心、测控站(船)通过通信网有机结合、协调工作,共同完成对火箭和飞船的测控通信任务。

  载人航天测控通信系统是一个庞大而复杂的体系,包括三个任务中心、五个国内固定测控站、四个国外测控站、两个机动测控站和分布于三大洋的六艘远望号测量船、一个对各站(船)进行资源调度的网管中心、一个遍布各站点的通信网和时间统一系统。这些测控中心、测控站(船)通过通信网有机结合、协调工作,共同完成对火箭和飞船的测控通信任务。

  神舟号飞船要完成很多科学试验和许多特定工作,这些动作的完成需要遥控系统的支持。所谓“遥控”,就是对火箭和航天器实现远距离控制。在测控系统中,将地面的控制指令变为无线电信号,远距离传输到航天器或火箭上,实现对它们的控制。地面人员不但可以跟踪飞船,掌握它的工作状态,而且还可以主动地对它进行干预和控制。当飞船出现故障时,需要采取紧急措施,如把有故障的仪器甩掉,命令备份仪器马上投入工作,告诉宇航员采取哪些相应的措施等,甚至在紧急情况下决定飞船执行什么动作,命令飞船完成一些任务。比如飞船在飞行过程中,如果动力系统的管路发现破裂导致燃料泄漏,如果泄漏过多就可能无法返回,此时需要马上向飞船和飞船上的航天员发出返回指令,要求飞船停止一切工作立即返回。此时,飞船在地面遥控系统的指挥下,航天员和飞船上的控制系统就会共同执行返回命令,以防危险发生。遥控在载人飞船飞行中用于飞船的变轨、交会、回收等的轨道控制,用于姿态控制以及备份件切换和开关的控制,用以保障飞船及其他航天器的正常工作和运行,还用于飞船的数据注入,启动飞船的自主程序等。飞船遥控指令具有内容多,执行任务时间长和要求复杂等特点。

  当神舟号飞船在天上飞行时,不但要跟踪它,了解它的位置,而且还需要知道它工作的情况是否正常,有没有出现故障,如果有故障,是哪个系统的什么部位的什么仪器有问题,以便采取相应的措施,这时,测控系统中的遥测部分,开始启动。“遥测”的内涵是“近测远传”,即在航天器及火箭上安装传感器、仪器,就近测得其内部的工作状态、工作参数;航天员的生物医学参数、科学研究参数、环境参数等许多描述飞船工作情况的信息,然后将这些参数转换为无线电信号,远距离地传送到地面测控站的接收设备,经过解调、处理还原出原始参数数据,并进行记录和显示、分析,就像医生用仪器对病人进行检查,通过取得的数据来确定病情一样。遥测对火箭、航天器的发射和正常运行有着举足轻重的作用。在运载火箭飞行过程中,根据遥测数据,发射场指挥人员和运载火箭设计人员可及时了解箭上各系统的工作情况和实际飞行条件下各系统的工作性能。对于地面试验无法模拟或无法全部模拟的一些性能数据,可从飞行试验的遥测数据得到补充和修正。一旦火箭飞行失败和出现局部故障,采用遥测数据对故障进行分析,能够快速准确地实现故障隔离和故障诊断,以便采取相应措施。在飞船发射和入轨后的运行中,利用遥测监视飞船上设备的工作状况,利用遥测参数计算出飞船的姿态,为遥控调姿提供参考数据。载人航天时,还可以监测航天员的生理参数、生活环境参数等,以保障航天员的生命安全。

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