航天測控裝備

早期的測控系統由跟蹤測軌設備、遙控設備、遙測設備組成，為分立的測控系統，設備複雜、電磁兼容性差。20世紀60年代初期，美國噴氣動力實驗室（JPL）開始研究統一S頻段測控系統，併成功地用於阿波羅載人航天計劃。蘇聯航天事業發展初期的測控裝備，主要採用高頻（HF）、甚高頻（VHF）無線電設備和光學觀測設備組成的測控站與測量船隊，還建成了全球站組成的激光衞星跟蹤網。為提高載人航天測控、通信的覆蓋率，1983年4月美國國家航空航天局發射了TDRS-1號衞星，1985年蘇聯建成了“波束”號中繼衞星系統，開創了天基測控發展史上的新紀元。為迎接國際空間站計劃，日本在積極研究中繼衞星系統（DRTS），歐空局也正準備建設中繼衞星系統（DRS）。

中國自1970年建成第一顆人造地球衞星“東方紅”1號的觀測網開始，經過40多年的努力，先後建成了具有世界先進水平的國際C頻段和國際S頻段航天測控網，為國內外各種型號的衞星和載人飛船“神舟”系列成功地發射、運行和返回作出了重要貢獻。

航天測控裝備分為衞星測控裝備、載人航天測控裝備和深空測控裝備。衞星測控裝備用於完成各種高、中、低軌應用衞星和科學試驗衞星的測控任務；載人航天測控裝備為載人航天器的發射升空、在軌運行、離軌返回以及空間對接提供服務；深空測控裝備是為開發和探測月球、行星和星際空間提供服務。主要航天測控裝備有跟蹤與數據中繼衞星系統、統一載波測控系統、航天測控標校系統、航天測控引導系統、航天器載測控分系統、小衞星測控系統、航天器交會對接測量系統、深空航天器測控系統。

航天測控裝備包括航天控制中心、地面測控系統和航天器載測控分系統，通過通信系統和時間統一系統將它們聯結成一個有機的網絡整體。

航天控制中心包括測控網操作控制中心和飛行控制中心兩部分。測控網操作控制中心根據航天任務要求，通過遠程監視控制系統對各測控站和測控設施進行調度和組配，設置工作模式和工作參數，監視測控設施的現行工作狀況，以及協調多個航天器共用一個測控系統時的組織管理工作。飛行控制中心負責制定測控計劃，實施飛行任務和測控業務的調度指揮；監視航天器運行軌道、姿態，設備工作狀態，航天員的生理狀態以及與航天員進行工作交流；對航天器運行數據進行處理，確定軌道參數、生成控制指令和注入數據；對航天器任務系統提供測控支持；組織航天任務的技術分析、故障處理等。

地面測控系統與航天器載測控分系統協同工作，構成完整的航天測控系統，共同完成航天器的跟蹤測軌、遙控、遙測、天地數據傳輸，以及數據處理、監控顯示、時間統一、天線指向引導、系統信號捕獲等任務。為滿足航天器不同運行軌道的測控要求，測控站應在全球範圍內的陸地、海面和大氣層內外空間布站，以期達到合理的測控效果。根據測控站布站的空間不同，航天測控系統分為天基測控系統、空基測控系統和地基測控系統。天基測控系統由衞星載測控設備作為系統的測量基準，對航天器進行跟蹤測量和數據中繼，特點是對中、低軌航天器具有較高的測控、通信覆蓋率，適用於載人航天器和多種航天器的跟蹤測控、通信任務。空基測控系統由飛機、氣球載測控設備作為測量基準，構成空基跟蹤與數據中繼系統，可對導彈、航空器等進行長距離跟蹤測控。地基測控系統分為陸基固定站、陸基機動站和海基測控站。陸基固定站用於多種航天器的測控和長期的測控管理；陸基機動站以車輛為載體，機動性強，多作為航天測控系統的補充測控，如返回型衞星制動點的跟蹤測控、載人航天器返回再入點的跟蹤測控；海基測控站以船舶為載體，可在佔地球表面面積71%的海域機動布站，彌補國土或陸地範圍的侷限性。

①建立天基測控系統。提高對中、低軌航天器的測控、通信覆蓋率；實現對多箇中、低軌航天器的同時跟蹤測控、通信、管理等任務；減少中、低軌航天測控站（保留高軌航天測控站），節省地基測控站的維護、管理費用。②大力開展衞星定位系統的應用。提供全球覆蓋，簡化測控系統功能；有利於航天器自主管理，減少對地面測控設備的依賴，避免軍用衞星指令被偵破的危險性。③深空測控。積極開發大口徑天線或天線陣、極低噪聲接收前端、大壓縮比的數據壓縮和高編碼增益的信道編碼等技術，為開發月球和登陸行星做準備。

^[1]