西安衛(wèi)星測(cè)控中心的活動(dòng)測(cè)控網(wǎng)為圓滿回收“神舟”四號(hào)飛船，不間斷地提供著各種數(shù)據(jù)。
從西安衛(wèi)星測(cè)控中心獲悉，該中心研發(fā)的《奔月航天器精密軌道計(jì)算技術(shù)》和《探月軌道USB-VLBI綜合測(cè)定軌技術(shù)與試驗(yàn)論證》，目前已通過(guò)中國(guó)航天權(quán)威專家團(tuán)項(xiàng)目評(píng)審。這些關(guān)鍵技術(shù)使中國(guó)航天測(cè)控系統(tǒng)的軌道確定能力首次突破地球空間軌道，延伸到月球。
衛(wèi)星軌道的確定和控制能力是航天測(cè)控的核心技術(shù)，也是評(píng)判一個(gè)國(guó)家航天測(cè)控技術(shù)水平的重要依據(jù)。近年來(lái)，隨著航天技術(shù)迅猛發(fā)展，各國(guó)發(fā)射衛(wèi)星的數(shù)量與型號(hào)急劇增加，衛(wèi)星運(yùn)行狀態(tài)開(kāi)始從單星、星座向衛(wèi)星群發(fā)展，衛(wèi)星運(yùn)行軌道也從近地、同步等地球軌道開(kāi)始向繞月、外星探測(cè)等深空軌道發(fā)展。
這種發(fā)展趨勢(shì)對(duì)軌道確定和控制精度的需求越來(lái)越高，而西安衛(wèi)星測(cè)控中心在深空軌道確定技術(shù)研究上，所建立的環(huán)月軌道定軌方法和軟件系統(tǒng)，已具備深空繞月精密軌道確定與控制能力，定軌精度可達(dá)到國(guó)際同類水平。
西安衛(wèi)星測(cè)控中心今年圍繞“東方紅四號(hào)”等新型衛(wèi)星平臺(tái)任務(wù)需求，在軌道確定與控制方面實(shí)現(xiàn)多項(xiàng)技術(shù)突破，其中同步軌道段姿態(tài)指向和方位控制精度達(dá)零點(diǎn)零一度，這一關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)與目前國(guó)際公認(rèn)姿控精度最高水平持平，表明該中心對(duì)航天器軌道確定和控制能力已達(dá)到國(guó)際同類水平。
西安衛(wèi)星測(cè)控中心負(fù)責(zé)人介紹說(shuō)，自上個(gè)世紀(jì)六十年代創(chuàng)建以來(lái)，該中心瞄準(zhǔn)國(guó)際前沿，不斷提升軌道確定與控制能力。在軌道確定方面，通過(guò)自主創(chuàng)新，使中國(guó)衛(wèi)星定軌精度達(dá)到米量級(jí)。近年來(lái)先后突破《并行高精度軌道計(jì)算系統(tǒng)》、《多星運(yùn)行管理與精密軌道確定》等關(guān)鍵技術(shù)，新的定軌方法采用國(guó)際先進(jìn)測(cè)量網(wǎng)數(shù)據(jù)對(duì)衛(wèi)星實(shí)施定軌，精度突破厘米量級(jí)，并使地面測(cè)控系統(tǒng)具備對(duì)多顆衛(wèi)星同時(shí)實(shí)施精密軌道確定的能力。
在衛(wèi)星軌道與姿態(tài)控制方面，西安衛(wèi)星測(cè)控中心突破十多項(xiàng)控制技術(shù)，使中國(guó)對(duì)自旋穩(wěn)定衛(wèi)星轉(zhuǎn)移軌道段的姿態(tài)確定精度達(dá)到零點(diǎn)一度，靜止軌道衛(wèi)星具備雙星和多星共位運(yùn)行能力，同步衛(wèi)星軌道維持精度由零點(diǎn)一度提高到零點(diǎn)零五度，各類綜合指標(biāo)達(dá)到國(guó)際同類技術(shù)先進(jìn)水平。同時(shí)，該中心還開(kāi)展一系列預(yù)研活動(dòng)，使中國(guó)在星座軌道控制、空間交匯對(duì)接技術(shù)和深空探測(cè)軌道控制能力等方面均取得重大突破。(中國(guó)新聞網(wǎng))
西安衛(wèi)星測(cè)控中心:數(shù)字王國(guó)鑄造"精確控制"密鑰
近幾年，我國(guó)發(fā)射衛(wèi)星、飛船等航天器的數(shù)量已經(jīng)達(dá)到年均10顆左右，從發(fā)射第一顆“東方紅一號(hào)”衛(wèi)星至今，已有近百顆、十幾種類型的航天器被送入太空。隔著數(shù)萬(wàn)公里的高度，地面科技人員不僅要對(duì)這些飛離地球的“龐然大物”“發(fā)號(hào)施令”，遙控它們?cè)谔胀瓿筛鞣N“規(guī)定動(dòng)作”，確保返回式航天器能夠準(zhǔn)確回收，還要負(fù)責(zé)所有在軌衛(wèi)星運(yùn)行的安全管理。作為我國(guó)唯一的衛(wèi)星測(cè)控管理機(jī)構(gòu)——西安衛(wèi)星測(cè)控中心的科技人員，總是能在枯燥的阿拉伯?dāng)?shù)字里破解出精度密碼，在軌道確定與控制、返回落點(diǎn)預(yù)報(bào)、衛(wèi)星故障診斷等領(lǐng)域，不斷提升著中國(guó)航天測(cè)控的“精度紀(jì)錄”，為中國(guó)向世界航天大國(guó)挺進(jìn)貢獻(xiàn)著自己的智慧和汗水。讓我們走進(jìn)這座高科技航天城，親身感受這里濃厚的自主創(chuàng)新氛圍?！幷?BR> ■返回控制技術(shù)引領(lǐng)航天器“回家”
【現(xiàn)場(chǎng)實(shí)錄】四川中部某地，巴蜀層層山巒被籠罩在一片雨霧中，我國(guó)某型號(hào)返回式衛(wèi)星即將在這里著陸。
山巔一無(wú)名高地上，一排乳白色的衛(wèi)星測(cè)控設(shè)備車，赫然印著“中國(guó)航天”的字樣，西安衛(wèi)星測(cè)控中心某活動(dòng)測(cè)控站4臺(tái)雷達(dá)分置于衛(wèi)星著陸點(diǎn)周圍的不同方向，不停旋轉(zhuǎn)的雷達(dá)天線如同幾架旋即臨空的戰(zhàn)鷹，機(jī)警地等待著隨時(shí)捕獲目標(biāo)。
“前哨一號(hào)發(fā)現(xiàn)目標(biāo)！”“前哨二號(hào)發(fā)現(xiàn)目標(biāo)！”“前哨三號(hào)發(fā)現(xiàn)目標(biāo)！”，返回式衛(wèi)星剛一出現(xiàn)在目標(biāo)區(qū)域，便被三部雷達(dá)牢牢鎖定。空地搜索分隊(duì)迅速奔向落點(diǎn)區(qū)域。衛(wèi)星返回艙安然降落在預(yù)定落區(qū)。實(shí)際落點(diǎn)與理論落點(diǎn)僅相差不到400米。15分鐘后，現(xiàn)場(chǎng)處置工作全部結(jié)束，返回艙被順利移交研制單位，衛(wèi)星回收任務(wù)圓滿完成。
【專家解析】返回式航天器要在預(yù)定的時(shí)間和路線順利著陸，要通過(guò)調(diào)姿、變軌、制動(dòng)，防熱等一系列技術(shù)難關(guān)，尤其在著陸時(shí)要受落區(qū)地理、氣候等多種因素影響，理論落點(diǎn)與實(shí)際往往有偏差，失之毫厘，地面就差之千里，搜尋回收工作難度很大。如果是載人飛船的回收，則還涉及到航天員是否能安全出艙或及時(shí)救助。
在返回式衛(wèi)星測(cè)控回收領(lǐng)域，西安衛(wèi)星測(cè)控中心不斷刷新航天器落點(diǎn)控制的精度紀(jì)錄，建立起了成熟的測(cè)控回收體系。航天器控制專家李恒年自主研發(fā)的《載人飛船軌道控制及返回落點(diǎn)精確預(yù)報(bào)建模應(yīng)用》是國(guó)內(nèi)目前最先進(jìn)的計(jì)算方法，首次提出并實(shí)現(xiàn)了通過(guò)對(duì)氣象風(fēng)引起返回艙漂移運(yùn)行進(jìn)行建模預(yù)測(cè)，修正返回艙艙下點(diǎn)的實(shí)時(shí)落點(diǎn)精確預(yù)報(bào)模型及算法，在載人航天兩次飛行試驗(yàn)中成功應(yīng)用，落點(diǎn)預(yù)報(bào)精度控制在1公里以內(nèi)，使我國(guó)返回式衛(wèi)星落點(diǎn)預(yù)報(bào)精度大大提高，這種預(yù)報(bào)準(zhǔn)確程度在世界同類航天器返回控制歷史上都是少見(jiàn)的。
【采訪札記】“以前發(fā)射的航天器就像送入空中的信號(hào)彈，送出去有絢爛的色彩卻怎么也回不來(lái)，而返回式航天器則是我們放出去的風(fēng)箏，我們不但能放出去，還能收回來(lái)?！蔽靼残l(wèi)星測(cè)控中心一位負(fù)責(zé)人饒有興致地向筆者談起了返回式航天器與一般航天器的區(qū)別。
1975年11月29日，西安衛(wèi)星測(cè)控中心在貴州成功回收我國(guó)第一顆返回式衛(wèi)星，使我國(guó)成為世界上第三個(gè)掌握回收技術(shù)的國(guó)家。歷經(jīng)30年的不斷發(fā)展，我國(guó)返回式衛(wèi)星測(cè)控回收技術(shù)逐步完善，成功發(fā)射返回式衛(wèi)星22顆，順利回收21顆，成功率保持世界前列，這也成為我國(guó)航天測(cè)控技術(shù)躋身世界先進(jìn)行列的標(biāo)志之一。
■“中國(guó)制造”問(wèn)鼎國(guó)際精度紀(jì)錄
【現(xiàn)場(chǎng)實(shí)錄】2004年10月初，我國(guó)第20顆返回式科學(xué)技術(shù)與試驗(yàn)衛(wèi)星在太空運(yùn)行幾天后，由于忽然遇到空間強(qiáng)磁暴干擾，軌道出現(xiàn)了較大偏差。軌道確定不準(zhǔn)確，衛(wèi)星就會(huì)有失控的危險(xiǎn)。剛從英國(guó)讀完博士的王家松受命于危急關(guān)頭，他采用一種全新的方法定軌，不僅克服了強(qiáng)磁暴的影響，還大大縮小了軌道誤差。
王家松研發(fā)的這套多功能精密軌道計(jì)算系統(tǒng)，早在2002年參加歐洲空間中心組織的“環(huán)境衛(wèi)星”軌道競(jìng)賽時(shí)，就以3公分的軌道確定精度力戰(zhàn)群雄，一舉奪冠，使中國(guó)人首次在國(guó)際宇航領(lǐng)域做了一回“軌道斑竹”。
【專家解析】軌道確定和姿態(tài)控制都是航天測(cè)控領(lǐng)域的核心技術(shù)。我國(guó)航天器軌道控制精度從幾十上百公里縮小到十幾米，甚至問(wèn)鼎國(guó)際精度紀(jì)錄，西安衛(wèi)星測(cè)控中心在摸索中走出了一條自主創(chuàng)新之路。該中心所采用的精密定軌和通過(guò)解算折線大氣阻尼因子實(shí)施定軌的方法，目前都是國(guó)際上比較先進(jìn)的軌道確定技術(shù)。近年來(lái)，該中心緊盯國(guó)際航天技術(shù)發(fā)展前沿，突破了高精度軌道控制、超遠(yuǎn)距離測(cè)控、雙星共位、多星組網(wǎng)等十多項(xiàng)航天測(cè)控關(guān)鍵技術(shù),填補(bǔ)了近十項(xiàng)國(guó)內(nèi)空白。
【采訪札記】作為我國(guó)航天測(cè)控網(wǎng)的信息交換、指揮控制、數(shù)據(jù)處理和通信中心，西安衛(wèi)星測(cè)控中心擔(dān)負(fù)著對(duì)我國(guó)航天器的測(cè)控管理、跟蹤測(cè)量、軌道計(jì)算、姿態(tài)控制等任務(wù)。該中心成立近40年來(lái)，經(jīng)過(guò)不斷完善，已形成了以西安為中心，以固定測(cè)控站和活動(dòng)測(cè)控站為主干的國(guó)際兼容的現(xiàn)代化航天測(cè)控網(wǎng)度，并建立了智能化水平較高的新型網(wǎng)管體系；在測(cè)控覆蓋率有限的情況下，通過(guò)技術(shù)輸出與合作交流，實(shí)現(xiàn)了與國(guó)外航天測(cè)控網(wǎng)的聯(lián)網(wǎng)合作，測(cè)控網(wǎng)總體技術(shù)水平和測(cè)控能力有了較大提高，測(cè)控精度也達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平，能夠?yàn)楦?、中、低不同頻段各類航天器提供測(cè)控技術(shù)支持和管理服務(wù)。
■在軌衛(wèi)星管理實(shí)現(xiàn)一“網(wǎng)”攬盡
【現(xiàn)場(chǎng)實(shí)錄】筆者走進(jìn)西安衛(wèi)星測(cè)控中心某長(zhǎng)管機(jī)房，仿佛置身于一個(gè)計(jì)算機(jī)部落，技術(shù)人員正通過(guò)一張無(wú)形“天網(wǎng)”接通一條條“星空熱線”，他們臨空“把脈”，數(shù)顆衛(wèi)星排著隊(duì)接受“體檢”。筆者看到，機(jī)房?jī)?nèi)到處是閃爍不息的熒光屏、源源不斷傾吐數(shù)據(jù)的打印機(jī)，各種指示燈明滅閃爍，形如漫天星斗。墻上的電子屏幕，隨時(shí)顯示著過(guò)境衛(wèi)星的名稱，以及遙測(cè)監(jiān)視、注入指令、校對(duì)時(shí)間等工作提示。隨著各測(cè)控站接力式地跟蹤、測(cè)控開(kāi)始，系統(tǒng)及時(shí)提醒工作人員，這時(shí)坐在計(jì)算機(jī)前的工作人員輕點(diǎn)鼠標(biāo)，一組組數(shù)據(jù)被備份后迅速傳送。故障自動(dòng)診斷系統(tǒng)對(duì)衛(wèi)星全面檢查后，通過(guò)語(yǔ)音系統(tǒng)向科技人員提示：“資源二號(hào)衛(wèi)星狀態(tài)正常?！奔夹g(shù)人員操作衛(wèi)星完成一系列預(yù)定動(dòng)作后，衛(wèi)星順利滑向茫茫天宇，等著下一次對(duì)祖國(guó)上空的探望……
【專家解析】作為國(guó)內(nèi)唯一的在軌衛(wèi)星測(cè)控管理機(jī)構(gòu)，西安衛(wèi)星測(cè)控中心承擔(dān)著我國(guó)所有在軌運(yùn)行衛(wèi)星的長(zhǎng)期管理任務(wù)。近年來(lái)，該中心著眼多型號(hào)衛(wèi)星管理任務(wù)的需要，自主研發(fā)了一套具有衛(wèi)星狀態(tài)診斷、測(cè)控信息管理、測(cè)控計(jì)劃調(diào)度等主要功能的《多星管理自動(dòng)化系統(tǒng)》。此系統(tǒng)的建立，首次實(shí)現(xiàn)了多星測(cè)控計(jì)劃自動(dòng)調(diào)整、測(cè)控過(guò)程實(shí)時(shí)自動(dòng)化監(jiān)控，并實(shí)現(xiàn)了在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)衛(wèi)星狀態(tài)的異常變化，從而使少量人員同時(shí)管理多星成為現(xiàn)實(shí)，大大節(jié)省了人力資源，從而標(biāo)志著我國(guó)衛(wèi)星測(cè)控管理技術(shù)平臺(tái)第一次由事務(wù)支持型向智能管理型轉(zhuǎn)變。
【采訪札記】根據(jù)國(guó)家航天發(fā)展規(guī)劃，我國(guó)在軌衛(wèi)星數(shù)量逐年增加，傳統(tǒng)的以人工為主的地面測(cè)控管理模式已不適應(yīng)多星管理的現(xiàn)狀。作為我國(guó)航天測(cè)控網(wǎng)的管理機(jī)構(gòu)，西安衛(wèi)星測(cè)控中心自主開(kāi)發(fā)了涉及衛(wèi)星軌道的測(cè)量與預(yù)報(bào)、位置保持、姿態(tài)轉(zhuǎn)速保持等多類測(cè)控軟件、遙控作業(yè)，并對(duì)在軌衛(wèi)星進(jìn)行24小時(shí)監(jiān)控。他們研發(fā)的《多星管理自動(dòng)化系統(tǒng)》，可以根據(jù)需要適時(shí)發(fā)令，及時(shí)調(diào)整衛(wèi)星運(yùn)行狀態(tài)及星上工作儀器，也徹底結(jié)束了以前人工進(jìn)行衛(wèi)星監(jiān)視的歷史。通過(guò)這套系統(tǒng)，天南海北的多名專家足不出戶就可對(duì)我國(guó)在軌衛(wèi)星故障進(jìn)行“會(huì)診”，確保了我國(guó)數(shù)十顆在軌運(yùn)行衛(wèi)星的安全運(yùn)行。在這一系統(tǒng)的支持下，西安衛(wèi)星測(cè)控中心及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理了各類衛(wèi)星故障100余起，特別是在處理“海洋一號(hào)”、“資源一號(hào)”衛(wèi)星姿態(tài)翻轉(zhuǎn)、“東方紅三號(hào)”系列衛(wèi)星太陽(yáng)帆板逆轉(zhuǎn)等異?，F(xiàn)象中，該系統(tǒng)更是發(fā)揮了重要作用。