中国深空测控网建立方案的研究

概述了深空测控网的基本技术要求,总结了我国卫星测控网和国内现有射电观测设施的技术、组成和分布,分析和论述了将我国现有的测控设施建设成深空测控网的具体方案。

俄罗斯深空测控通信技术的发展及现状

简单总结了俄罗斯(前苏联)深空测控通信技术的发展过程,主要介绍了俄罗斯深空网目前的组成和技术现状以及正在研制的尽可能符合CCSDS建议的新的深空测控设备。

深空测控系统跟踪接收机射电星校相的可行性分析

在深空测控系统的实际应用中,由于其天线口径大等原因,面临着角跟踪系统和差通道相位一致性需要在无塔条件下校准的关键技术难题。基于利用射电星校相的解决思路,首先通过分析确定了设计实现方案,并针对射电星信号的特点,结合具体的设计实现对其进行了理论分析,最后给出了实验验证结果。实验证明了射电星校相的可行性,这将对深空测控系统的应用具有非常重要的指导意义。

深空测控体系结构与技术发展

深空探测是国家综合实力的象征,集中体现了航天领域的发展方向和高精尖技术。测控通信系统是深空探测器信息保障的核心,如何适应深空飞行平台的应用是航天测控发展的重要课题。辨析了深空测控的一些基本概念,分析了其特点和需求,总结了深空测控的体系结构、标准化建设方面的进展,提出了未来20年深空测控应重点发展的方向。

用于深空测控站的超导滤波器技术

介绍了超导滤波器在深空站建设中的应用情况,对其技术原理及应用必要性进行了介绍,对功率线性化、高可靠性工艺保障等关键技术攻关进行了分析;并提出了一种二维谐振器和一维谐振器相结合的新颖耐功率超导滤波器设计思路——即超导滤波器的前两级采用二维宽线条结构提升承载功率,其他级采用一维细线条结构,保证多级滤波器物理尺寸可实现性,并进行实验验证。结果表明:设计的20级超导滤波器带外承载功率大于4 W,同时带外抑制大于130dB,所组成的超导接收前端噪声温度仅为8K。该技术已在深空站上成功应用,并在探月二期嫦娥三号测控任务中顺利通过重大工程验证。

中国深空测控系统建设与技术发展

我国深空测控系统是伴随着探月工程"绕""落""回"三步走战略的实施,从突破关键技术、初步建成系统到系统完善,逐步建立起来的,火星探测工程的实施将进一步带动深空测控系统能力的建设。站在历史的视角,从顶层设计、关键技术攻关和系统建设等方面,回顾了我国深空测控系统从无到有的发展历程,并结合未来深空测控技术的发展,对我国深空测控系统的发展前景进行了展望。

中国深空测控网光通信技术途径分析与发展展望(特约)

深空光通信是满足未来深空探测高速数据传输的主要技术途径,也是未来中国深空测控网发展的主要技术方向。特别是伴随着智能化、网络化空间通信系统的发展,射频和光通信相结合的智能空间通信网络将成为支持未来深空探测任务的核心设施。文中结合中国未来月球和深空探测发展规划,以中国现有深空测控网的任务支持能力为基础,梳理了未来深空测控光通信的需求。在充分借鉴国内外最新研究成果的基础上,全面分析了建设深空光通信系统地球终端的技术途径。结合中国国情的实际,提出了分步进行系统建设、分阶段开展工程应用,构建天地基相结合的混合深空光通信地面系统,并最终形成中国完全自主的深空光通信认知网络的发展思路。

走向深空——测控通信的发展方向

介绍了深空测控通信的基本技术问题,分析了深空测控通信的特点,对其前沿技术进行了探讨,包括极微弱信号的接收技术、超低噪声接收技术、巨型波导波束天线及其组阵技术、极低码速率数传、极窄带锁相接收、极限纠错编码、深空定轨、深空应答机、站间联结干涉仪、超高稳定原子钟、工作频段向Ka和光通信频段发展等。

向技术极限挑战——深空测控通信的目标

在分析深空探测特点的基础上,介绍了为对"无限的"深空进行测控通信所采用的几项"极限技术"和多项"前沿技术",它们不但是处于测控通信领域的前沿,而且很多技术也是信息领域的前沿技术。

深空测控再生伪码测距技术研究

针对深空测控任务中低信噪比情况下的航天器高精度测距问题,对再生伪码测距技术进行论述。介绍再生伪码测距技术原理,再生伪码测距通过再生方式消除信号上行链路噪声,提高了信噪比,但需要复杂的相关器;分析再生伪码测距采用的陶思沃斯码结构,详细论述再生伪码测距信号的地面上行、星上再生、地面下行处理过程,重点介绍各处理过程中的指标条件,并对再生伪码测距进行误差分析;重点对比分析再生伪码测距与传统透明转发测距,指出前者适合于深空低信噪比条件下的高精度测距,后者适用于近地高信噪比条件下的测距。

深空探测与测控通信技术

本文简述了深空探测的重要意义 ,深空探测对测控通信的挑战以及人类在近 30年来为解决矛盾而研究应用的各项措施和所达到的水平。提出了我们应当跟踪研究的深空测控通信领域的新体制。

深空测控网信息接口设计及嫦娥三号任务验证

为了对"嫦娥三号"任务以及后续月球与深空探测任务提供测控支持,我国在喀什和佳木斯分别新建了35m和66m深空测控站,并组成了深空测控网。考虑到新建深空测控网既需要与我国现行航天测控网进行信息交互,又可以为国际上其他国家和组织的月球和深空探测器提供支持,在信息接口设计时充分参考了CCSDS(Consultative Committee for Space Data System,空间数据系统咨询委员会)、ECSS(European Cooperation for Space Standardization,欧洲空间标准化组织)等国际标准。重点介绍了中国深空测控网的信息接口设计,具体接口包括深空测控设备与深空任务中心间接口、深空运行管理中心相关接口以及干涉测量系统相关接口。该接口设计在"嫦娥三号"任务中得到了充分的验证,各类信息传输正确、及时、有效,为任务过程中的决策提供了支持。

日本深空探测与深空测控技术

对日本的深空探测计划与实施情况及其深空测控技术进行了综合性的评述 ,重点阐述了日本ISAS深空测控网的组成、地面跟踪与控制设施的配备及深空测控技术与水平。

深空测控系统中的射电星校相方法

深空测控系统要求具有角度自跟踪功能,而和差双通道跟踪体制下测控设备在任务前需要进行校相。传统校相依赖标校塔,深空测控系统天线口径大,无法建造满足远场条件的标校塔,从而只能采用其他校相方案。本文通过分析校相过程的机理,并结合射电星具有全天候、分布广、星历精确已知的特点,得到了利用射电星校相的方法。通过前期大量试验证明了该方法的可行性,并已确定应用于深空测控系统的研制。

深空测控面临的挑战

综述深空测控系统研制中的主要技术难点,包括:巨型天线及其组阵技术、极低噪声放大和低噪声天线技术、极限纠错编码技术、高精度干涉仪技术、毫米波和光波技术、超高稳定原子钟、高精度测距和测速、数字化小型应答机技术等。

深空测控通信的特点和主要技术问题

分析研究了深空测控通信的特点,对频段提高、灵敏度提高、G/T值提高、EIRP提高、编码增益提高、定轨精度提高、极窄带锁相、低门限接收和调制/解调方式等主要技术问题进行了探讨.

深空测控通信载波信号二维FFT捕获技术

针对深空测控通信系统中,地面站接收信号的信噪比低、频率动态大,载波信号捕获难度较大的问题,提出一种基于频率和频率变化率进行二维FFT(快速傅里叶变换)搜索的深空载波信号捕获技术,同时结合工程应用提出一种基于时分复用结构的实现方法,并进行仿真。仿真结果表明,该捕获技术在低信噪比和高动态适应能力方面具有优异的性能,能够在载噪比为16dBHz时,完成对频率变化率为800Hz/s的信号快速捕获,其技术成果可应用于我国深空测控通信系统。

深空测控通信网技术的发展与展望

介绍了美国喷气推进实验室(JPT)的概况及其在人类深空探测活动中所处的重要地位,进而介绍了深空测控通信网的地理分布、组成部分及使用设备,研究了美国深空网在信号覆盖、遥控能力、遥测能力及轨道测量方面的技术特点,最后对深空测控通信网技术的发展方向进行了归纳、分析和展望,提出了建立激光统一测控体制的构想。

激光通信测控在深空探测中的应用现状及对我国未来发展的启示

激光通信测控技术作为航天测控通信领域的一项新技术，已受到各军事大国越来越多的关注。本文详细介绍了美国、欧洲和日本在空间激光通信技术领域的最新研究进展和发展规划，重点介绍了各国正在开发的第2代空间激光通信测控系统的主要性能指标和采用的新技术，并对深空探测新技术——激光统一通信测控技术及其应用前景进行了分析，对我国未来开展深空激光通信测控的研究具有很好的启示作用。

我国深空测控设备的发展途径探索

深空测控通信是目前航天测控通信领域中难度最大、技术最尖端的部分，而深空探测将是下世纪继续升温的世界性的航天热点。本文讨论了我国深空探测的必要性，重点从深空测控设备的角度出发，讨论了月球探测中针对ＵＳＢ设备的改造方案以及从长远和发展的眼光出发、针对火星探测的深空测控设备方案和发展方向。