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一
独立掌握交会对接这个载人航天事业发展必须突破的关键技术,这是任务八大系统协同配合的结果,陆海天基一体化的测控通信神奇天网,第一次三位一体携手护航,同样功不可没.神舟八号飞船准时发射,追踪天宫一号的脚步而去时,测控通信系统总设计师钱卫平、副总设计师谢京稳和他们所带领的总体技术团队,正绷紧了每一根神经,全神贯注地在遍布大江南北的各个测控站等承担技术决策、技术保驾等职责.
测控通信,和卫星的测控系统有着天壤之别,根本原因就在于,载人航天任务有人——航天员的存在.系统必须要保证能够随时掌握航天员的状况,能够了解航天员各种生理参数,能够保持航天员和地面之间顺畅的通信——话音的或者图像的.更为重要的是,如果出现紧急情况,必须能够帮助航天员顺利地返回地面.
测控通信系统是一个涉及单位非常多的系统,有位于酒泉的卫星发射中心、位于北京的航天飞行控制中心、位于西安的卫星测控中心、航行在大洋上的远望号测量船,以及布设在全国乃至世界的十几个测控站.这些中心和站船里,又有众多台套负责测量、控制和通信的设备,将它们有机地联结成一个测控通信网络,共同托举中国航天的腾飞.
“交会对接”是举世公认的航天技术难题,它不仅仅考验两个在太空中高速运行的飞行器的交会对接技术,更为重要的是,它是精确测量和控制技术的集中体现.这个保障系统的设计和建设,对于首次交会对接任务,是决定成败的关键环节.
五六年的时间里,从总体方案顶层设计,到联调联试大纲撰写,从测控站船布局计划,到测控设备研制标准等系统面临的难题接踵而来：太阳活动峰年的潜在影响,多目标的同时测量控制,中长期的轨道预报.神八和天宫对接后组合运行时的测控管理,恶劣的空间环境对天宫和神八的威胁等
王瑞军是测控通信系统总体工作负责人之一,是才刚三十出头的年轻技术骨干.王瑞军建议,在系统总体设计中,一定要坚持研究和预测太阳活动情况,因为在我国进行首次交会对接的时候.正是太阳活动峰年即将到来的时候,个别较大的太阳风暴极有可能使测控设备的测量误差增大,也会使大气密度模型的误差扩大,从而大大影响对交会对接非常重要的轨道预报精度.而且,太阳风暴过于强烈时还会导致测控链路中断.各种电子设备失效.2009年开始,王瑞军追踪研究太阳活动,进行了各种不同手段的评估.近两年的研究分析过程中.王瑞军他们还特地制定了一些预案,以便万一遇到紧急情况时不至于措手不及.
二
自从时间的脚步跨入21世纪的门槛.中国的航天发射任务密度迅猛增加.测控通信系统必须要适应高频度发射任务对高速率数据传输等的更高要求,从体制选择到某一单台设备的研制,进行一次新的建设.
首先要用标准化和一体化建设要求,打造出一个功能强大、信息传输快捷的信息高度共享、业务高度协同的“中心群”——交会对接任务时的中心已经由原有的3个中心(酒泉卫星发射中心、北京航天飞行控制中心和西安卫星测控中心)扩展到了5个中心.新增加了中继卫星的管理中心和空间预謦分析中心.这些中心构成交会对接的神经中枢,由他们辐射向外联通各个测控站船,共同构成一个神奇的测控通信“神经网络”.
中心之间的网络在交会对接任务之前.是基于简化HDLC协议的点对点互联的网络.由于技术体制和设备条件限制,各测控站和中心之间及中心和中心之间信息交换速率比较低,只能传输航天器的关键信息,而大量测控信息分别在各中心存储和处理,中心间业务协同能力受限明显.随着载人航天任务深入发展.陆海天基测控能力的不断提高,对全网信息的综合处理和业务协同、应急处置都提出了更高的要求,信息传输量猛增.这种情况下,测控通信系统决定采用基于IP网络的传输技术,使信息传输由以往的点对点传输向网络传输换代.
计算机系统主任设计师、高级工程师王乃卫,带领团队开始承担起采用标准化设计统一顶层标准、构建信息交换、信息处理和指挥平台的任务.
长期以来,各中心已经形成了各自的科研试验特点,要窭现信息共享和业务协同.建立标准体系是当务之急.高三红研究员一头扎进了浩如烟海的技术资料中.近两年的时间里,他分析论证了一万多份国际标准、国家标准和行业标准,筛选甄别和归纳分析出4696项标准,从而形成了一个相对完善的标准体系表,并开展了急需标准的立项拟制工作.使得中心系统的构建有据可依.这实在是一项很枯燥的工作,一个标准一个标准地搜集,一个标准一个标准地分析,像大海捞针一样烦琐、细碎.但高三红和他的同事们硬是坚持了两年.
标准体系初步形成后,王乃卫高工和他的中心系统设计团队于2009年底完成了中心信息处理和应用系统一体化顶层设计方案.在各单位的协同下于2011年完成了5大中心的系统升级建设.新系统不仅从设备配置、互联方式、安装要求实现了标准化,更重要的是通过统一标准设计了系统结构、数据管理和存储策略等,将5个中心有机地融合在一起,构建起了满足从轨道碰撞预警、航天器发射到飞行控制等全功能性能要求的一体化飞行控制“中心群”！整个测控通信系统的体系能力得到明显跃升,并在交会对接中显示了强有力的技术支撑和保障能力.
三
在备战交会对接的5年艰辛奋斗中,测控通信的总体技术人员,对已经使用了十几年的s波段统一测控通信系统进行了更新换代,对各中心进行了升级改造.架构了基于IP网络的一体化试验信息系统,调整了所有测控站船的布局,还特别发挥了两颗数据中继卫星的高速率数据传输的优势.
4船9站3中心的系统布局,在神舟五号首次载人飞行中逐渐为世人所知.随着载人航天任务对测控通信覆盖率的更高要求,这些站点已经不能满足需求了.布局调整势在必行！
钱卫平、谢京稳带领卢立常、王瑞军、刘世勇等人,根据工程大总体在首次交会对接任务中对测控通信系统提出的新要求,重新规划起系统布局图.
远望4号、1号和2号测量船相继退役,新建的远望5号和6号测量船已经形成远洋测量能力,但船的数量显然不能像以前那样多.加上还在服役并刚刚经过中修改造的远望3号.此次也只有三条测量船参加任务了.对这三个海上移动测控站,当然要充分利用它们的远洋测量和远洋机动能力.将它们布设在很关键的海域.而交会对接进行的时间,必须是在国内各测控站相对可测控时间比较长的测控弧段进行,这样才能确保安全可靠.增加国外建站数量,争取更多国际联网站的方法,也进入总体人员的设计方案.中国在澳大利亚西部当加拉建立的测控站就这样跟随首次交会对接任务走进了国人的视线.而分别建立在法国和巴西的三个联网站那拗口的名字也让总体人员一遍遍提及,从陌生到熟悉.它们是建在法国的奥赛盖尔、凯尔盖朗测控站,建在巴西的阿尔坎特拉测控站.3船16站5中心的庞大规模,相比中国以往的航天任务中是空前的,更不要说还有两颗数据中
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参考文献：
1、 大学毕业回家乡，倾力宣传北大荒等十二则 2014年，代梦迪大学毕业后回到克山农场宣传部，任宣传干事。过去一年，她在《北大荒日报》《黑龙江经济报》等媒体发表消息、通讯92篇，其中各版头。
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