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中国科学技术馆【4B太空探索展厅展项】火箭发射测控

【作者】胡滨,中国科学技术馆,展览设计中心高级工程师

展品介绍:

展项设置有展台、图文版、沙盘模型、背景展板、火箭模型、LED灯组等。模拟火箭测控场景,使观众了解火箭发射后的测控过程。

正文:

航天测控网是完成运载火箭、航天器跟踪测轨、遥测信号接收与处理、遥控信号发送任务的综合电子系统。由于地球曲率的影响,以无线电微波传播为基础的测控系统,用一个地点的地面站不可能实现对运载火箭,航天器进行全航程观测,需要用分布在不同地点的多个地面站"接力"连接才能完成测控任务。因此,航天测控网由多个测控站、测控中心和通信系统构成。

1.陆地测控

陆地测控站通常由跟踪测量设备、遥测设备、遥控设备、计算机、通信设备、监控显示设备和时间统一设备组成。

目前,陆地测控站正在向高功能、国际联网测控和综合利用方向发展。但由于受到地理、经济、政治等条件的限制,我国很难用在全球建立测控站的方式来满足所有的航天测控需求,因此,发展了其它的测控方式,以弥补陆地测控站无力触及的测控盲区。

2.海洋测控

海上测量船是对航天器及运载火箭进行跟踪测量和控制的专用船。它是航天测控网的海上机动测量站,可以根据航天器及运载火箭的飞行轨道和测控要求配置在适当海域位置。其任务是在航天控制中心的指挥下跟踪测量航天器的运行轨迹,接收遥测信息,发送遥控指令,与航天员通信以及营救返回溅落在海上的航天员;还可用来跟踪测量试验弹道导弹的飞行轨迹,接收弹头遥测信息,测量弹头海上落点坐标,打捞数据舱等。

3.卫星测控

天基测控卫星主要是利用通信卫星和跟踪与数据中继卫星系统,跟踪与数据中继卫星系统是一种可跟踪地球轨道飞行器并将数据传回地面站的空间中继站,该系统主要用于实时中继传输各类低轨航天器用户的信息。卫星在太空中"站的高、看的远",具有其它测控方式无可比拟的优势,天基测控卫星的使用大大拓展了航天测控网的覆盖范围。工作在地球静止轨道上的通信卫星和跟踪与数据中继卫星组成星座,便可覆盖地球上除南、北极点附近盲区以外的全球所有区域;如果与极地轨道的卫星相配合,即可实现全球覆盖。目前正在部署的第二代天基测控网功能更加先进,一颗跟踪与数据中继卫星可同时接收5个航天器传来的信号,并同时向一个对象发送信号,可以实时传输各类航天器的数据信息,传输速率将增至1.2Gb/s~2Gb/s,实现对中、低轨道的全部覆盖。

 

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