航天器测控与通信分系统自主健康管理方法

目前,大多数航天器的测控与通信分系统的自主健康管理功能局限于物理层设计,缺乏基于分层结构的系统设计,难以适应特殊工况。针对航天器长期在轨自主飞行对测控与通信分系统的需求,提出一种分层结构的自主健康管理方法,分别从物理层、数据链路层和应用层进行设计。物理层从“看门狗”和回读重配置2个方面开展设计;数据链路层完成基于射频链路的自主检测设计;应用层分别完成导航接收机自主健康监测、航天器掉电恢复后自主建链和发射机的自动功率控制策略设计。该方法在地面测试及在轨飞行中的验证结果表明:它能分别从物理层、数据链路层和应用层实现航天器测控与通信分系统的自主健康管理功能,适应航天器长期在轨自主飞行的需求及特殊工况。

载人航天器测控与通信分系统安全工作模式设计

从载人航天器测控与通信分系统链路资源出发,提出了基于地面S频段测控及导航信号接收链路全向覆盖,宽波束中继链路自主组阵,窄波束中继天线自主跟踪的测控与通信分系统安全工作模式,确保任何情况下测控通信链路都能够稳定建立,特别是在载人航天器出现异常掉电又恢复后,测控与通信分系统能够自动恢复高、低速天地链路,确保载人航天器安全工作。该模式设计经过地面测试验证和在轨飞行验证,既能够满足正常飞行时链路余量大于3dB的要求,又有效减少了紧急情况下载人航天器对地面的依赖,取得了良好的在轨应用效果。

商业载人航天器测控通信模式初步构想

随着商业航天的快速发展与可重复使用等前沿技术应用的逐步成熟,以往以国家行为为主体的载人航天领域已开始积极吸纳商业航天力量融合发展。针对载人航天高可靠性要求与商业航天低成本控制之间的矛盾,梳理分析了现役载人航天器测控需求、链路配置与使用模式,在此基础上,综合考虑载人航天传统需求与商业航天特点,提出了标配+选配的测控链路配置模式;针对在轨关键事件与常态化运行场景,设计了中继、对地等传统链路与卫星互联网系统、北斗短报文系统等非传统链路相结合,支持遥测、遥控、图像、话音等多样化业务的载人航天器测控通信模式。相关研究成果可为商业载人航天器测控通信设计提供借鉴参考。

基于北斗报文通信系统的低轨航天器天基测控设计

随着北斗三号导航卫星系统全球组网成功,可在低轨航天器搭载北斗报文通信终端作为测控载荷,使用区域短报文与全球短报文相结合的测控方式实现低轨航天器测控功能。根据报文通信系统在不同北斗卫星的分布特点与服务能力,提出在中国周边与亚太地区使用区域短报文进行实时测控,在其他区域使用全球短报文进行准实时测控的设计思路。利用北斗三号系统完成低轨航天器天基测控系统设计方案,完成报文通信终端与低轨卫星地面测控中心测控流程设计工作。最后对测控系统的通信能力、测控时间与接入服务能力进行分析,证明该天基测控方法可以满足大规模低轨航天器同时进行全球全时测控的需求。

航天器中继链路测控通信覆盖性能分析

仿真分析了航天器在不同飞行姿态、不同性能中继终端下的中继链路测控通信几何覆盖率性能,比较了几何覆盖率与有效覆盖率的差异,给出了提高有效覆盖率的建议。

测控与通信分系统:拍摄航天员太空行走的英姿

神舟七号飞船载人航天飞行任务要完成航天员出舱行走的壮举,这是中国人第一次触摸到舱外的世界,也是中国在载人航天领域取得的又一重大技术突破。如何才能保证航天员在飞船舱外复杂的通信环境下能够完成与舱内航天员和地面支持人员的紧密联系,如何才能将这个辉煌的时刻记录下来并传递给全世界,如何才能充分展示中国航天员在太空行走的壮丽景象?神舟七号飞船测控与通信分系统为我们解决了这个问题。

神舟号载人飞船船载测控通信分系统

介绍了神舟号载人飞船船载测控通信分系统中统一S波段(USB)、C波段、遥测、遥控、图像、话音、超短波(VHF)、短波(HF)和天线等子系统的组成、主要功能与特点,以及跟踪测轨、话音通信、遥控、遥测和天线等的可靠性设计。地面试验和飞行试验结果表明,该测控通信分系统都完成了测量任务,完全能满足载人航天工程的高要求。

我国载人航天器测控与通信技术发展

梳理了我国神舟载人飞船、天舟货运飞船和空间站的测控与通信技术设计状态和发展历程,提出了我国载人航天器测控与通信系统逐步小型化、集成化、通用化、高性能的发展趋势。结合未来载人航天新阶段测控与通信技术的需求,给出了未来载人航天器测控与通信可重构、智能化、批产化、一体化发展的重点方向和关键技术。

目标飞行器测控与通信分系统

介绍了目标飞行器测控与通信分系统的组成与功能。给出了USB、S波段数传、遥测、遥控、话音、图像、高速通信、空空通信和天线子系统的性能与特点。综述了研制中的可靠性设计与验证。

《电讯技术》专题资料《Ka频段测控通信网研究》题要（三）：NASA／GSFC为对近地航天器提供Ka频段支持进行的地面站升级改造

介绍了NASA哥达德航天飞行中心（GSFC）为向低轨卫星提供Ka频段宽带通信业务，而在空间网和地面网内实施的地面段改造。在Ka频段转移计划（KaTP）中，地面段通过广泛使用商用现货（COTS）元件进行了升级，以降低费用。Ka频段转换计划有三项重要内容。第一项是改造现有的白沙基地（WSC）TDRSS地面站，以便能够通过第二代TDRSS卫星（TDRSH、I、J）提供650MHz带宽的Ka频段单址返向业务。

联盟号飞船测控与通信分系统的设计特点

联盟号飞船在测控与通信分系统的设计方面有如下特点: 1.信道载波为分散型体制,也就是说跟踪测轨、遥控、遥测、电视和话音信道都各自占用一个载频。 2.载波频段:除交会雷达外,是超短波(VHF)和短波(HF)频段。 3.测控与通信的主要设备,包括发射机、接收机和天线等都被放在仪器(推进)舱的一段密封舱和轨道(生活)舱中。所以在飞船返回时,在离地面距离140km以下时,飞船不再向地面发送、接收任何跟踪测轨和遥测等信息。

于志坚与中国载人航天测控通信系统

谈到航天载人工程测控通信系统，于志坚有很经典的“放风筝论”。“航天器好比是一只风筝，测控通信系统中遍布国内外的测控站和分布三大洋的远洋测量船就是牵住风筝的那根线，地面控制系统就像放风筝的人，通过这条看不见的‘线’，我们可以对航天器的高低等各种状态进行实时控制，确保不让它像一只断线的风筝那样失去控制”。

多航天器交会下天地通信工作模式探讨

针对中国空间站工程航天器交会对接任务中,地面与多航天器同时进行天地话音和图像通信的潜在需求,分析TDRSS(Tracking and Data Relay Satellite System,跟踪与数据中继卫星系统)、USB(Unified S-Band,统一S频段)测控通信系统及天地通信中心系统支持多目标同时通信的技术原理,提出天地通信系统在双目标、三目标同时跟踪时的工作模式,介绍天地通信系统仿真验证体系,并重点阐述天地通信中心如何采用环回和回放数据文件的仿真方法验证系统对多目标的支持,由此表明天地通信系统具备同时与多航天器进行通信的能力。探讨的结果对工程和实际应用具有参考和借鉴价值。

追踪卫星轨迹 织就航天情怀——访航天测控专家、北京跟踪与通信技术研究所巫致中

航天测控,对于普通人来说,是一个太过抽象的概念。没有火箭发射时大地震颤、烈焰奔腾的壮观场面,有的只是测控人员埋头于无穷无尽的数据堆里默默无闻的工作。然而,对于航天工程来说,火箭升空一瞬间的辉煌仅仅是一个“序幕”,一个航天器从发射升空到寿命结束,都需要对它进行不间断的测量和控制,在发生故障时,

深空探测测控通信系统

深空通信有其独特的信道特性和可靠性要求,本文从深空探测测控通信系统总体出发,阐述了各分系统具体组成及功能,最终从各信号的流向层面,详细说明了指令信号的上传过程,遥测信号的下传过程,以及跟踪信号上传、下传过程的实现。

美国“阿波罗”测量船测控与通信系统

由于测量船具有高度的灵活性和机动性，能选择最佳位置布站，从而使整个测控网可获得极为精确的目标位置和速度数据。因此，它在为远程导弹试验和航天活动服务而建立起来的全球性立体化测控与通信网中成了必不可少的重要部分。

奥林匹斯通信卫星平台的TTC分系统

本文介绍了英国宇航公司研制的奥林匹斯通信卫星平台遥测、跟踪及遥控(TTC)分系统的数据管理方案选择,分系统主要设计特点和性能参数。

信标监视可减少地面与航天器的通信和相互作用

信标监视是这样一种设想：当航天器需要与地面相互作用时，为其提供通知地面的一种简单途径。历来，航天器必须向地面操作人员发送大量的系统状态数据，这就需要可靠的通信链路、冗长的数传时间和复杂的数据接收与检测设备。操作专家必须监视和分析这些数据，并确定何需与航天器进行进一步的相互作用。将来，许多航天器都有分析自身状态数据的智能，因而确定地面与航天器之间何时需进行相互作用的任务将转移给航天器。

“太空握手”:测控通信天地“大挪移”——中国航天科技集团公司五院利用中继卫星完成通信与交会对接侧记

天宫一号飞入太空预定轨道后，如何与地面保持联系，如何与神舟飞船精准地实现交会对接？当航天员乘坐神舟飞船与天宫一号实施交会对接时，人们又如何了解他们在太空的情况？据中国航天科技集团公司五院技术专家介绍，人们要想通过视频、音频了解距地面350公里的天宫一号的情况，就要靠测控与通信分系统了。