航天测控系统
航天测控和通信系统(王新升)
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2. 卫星测控信道传输及测控的基本原理
2.2航天通信技术的三种情况
对地观测卫星，除测控信道(点频)外，采用另一个 信道单独传送高数据率的遥感数据，该类信道是单 向下行； 载人航天器，除测控信道外，其通信信道中除对地 观测，空间科学实验和空间生产数据外，还有航天 器之间的话音通信，电视信号等，数据传输双向交 互，具有上行和下行； 专门分化出经营通信及广播的卫星，通信为双向， 广播为单向的。
LS LA LP
极化损耗；
L RP
为接收天线指向损耗； 为天线增益；
GR
L r c 接收天线至接收机之间馈线带来的馈线损耗； SF
为系统设计时预留的安全因素
14
3. 航天器测控与通信分系统设计
3.1遥测分系统设计
1)遥测基带信号格式
帧同 步码 帧号 1路 2路 3路 全帧 计数 副1'路 副2'路 N-3 路 N-2 路
d l ct l
；其中距离差是由两
个接收点接收电磁波的相位差 t 计统、角饲服系统、天线机座及与上述系统相配套的计算 机、时统、角引导设备等组成，原理是直接测出接收跟踪天线波束的指向，测角的精度取决于天线波 束的宽度，跟踪饲服系统的精度，接收机灵敏度等因素。
CAST2000平台
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3. 航天器测控与通信分系统设计
3.3 小卫星测控系统实例
*小卫星的主要技术指标
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3. 航天器测控与通信分系统设计
3.4跟踪分系统设计
跟踪分系统的功能包括：角跟踪、测距、测速功能
1)角跟踪方法
a)干涉仪法 卫星发出的无线电传输到地面相距为 L 的两个不同接收点 R1、R2 的距离差 d，则 c o s
航空航天工程师的卫星地面控制和测控
航空航天工程师的卫星地面控制和测控航空航天工程师扮演着设计、构建和控制航空航天系统的关键角色。
在航天领域中，卫星地面控制和测控是不可或缺的一环。
本文将探讨航空航天工程师在卫星地面控制和测控方面的重要职责和挑战。
一、卫星地面控制系统卫星地面控制系统是一套用于监控和控制卫星运行的集成系统。
航空航天工程师需要确保卫星在轨道上的准确定位、资源管理、状态监测、通信跟踪等工作。
这一系统通常包括以下重要组成部分：1. 地面控制中心地面控制中心是卫星地面控制系统的核心，负责远程监控和控制卫星。
航空航天工程师需要熟悉并操作监视设备、通信系统以及其他必要的技术设备，确保卫星正常运行。
2. 控制软件控制软件是实现卫星地面控制的关键工具。
航空航天工程师需要编写、测试和维护控制软件，以确保其正常运行和卫星的稳定性。
3. 远程通信卫星与地面控制中心之间的通信是进行卫星地面控制的必要手段。
航空航天工程师需要配置和维护与卫星通信的地面设备，并保证通信的稳定性和可靠性。
二、卫星地面测控系统卫星地面测控系统是用于监听、测量和控制卫星性能的一套设备和技术。
航空航天工程师需要全面了解并操作这一系统，以确保卫星在任务中的运行效果。
1. 遥测设备遥测设备用于接收和处理卫星的回传信号，获取卫星运行的相关信息。
航空航天工程师需要熟悉操作这些设备，并能够分析和解释所得到的数据。
2. 姿态控制卫星的姿态控制是保证其稳定运行的重要因素。
航空航天工程师需要熟悉和掌握姿态控制系统，确保卫星的准确定位和定向。
3. 传感器与测量设备传感器和测量设备用于监测卫星组件的状态和性能。
航空航天工程师需要负责配置和校准这些设备，以确保数据的准确性和一致性。
三、挑战与发展趋势在卫星地面控制和测控方面，航空航天工程师面临着一系列的挑战和发展趋势。
1. 自动化和智能化随着技术的发展，卫星地面控制和测控系统正朝着自动化和智能化方向发展。
航空航天工程师需要紧跟这一趋势，不断学习和应用新技术，提高系统的效率和可靠性。
航天测控模拟训练系统构建方法探析
文章编号：2095－6835（2022）07－0031－04航天测控模拟训练系统构建方法探析张威，马宏，吴涛（航天工程大学电子与光学工程系，北京101416）摘要：航天测控系统涉及部门多、设备多，运用流程复杂，难以直接利用实装系统进行训练。
如何优化航天测控模拟训练系统的建设，更好地完成对相关岗位人才的培训，一直是航天测控人才培养中需要解决的重要问题。
面向该问题，首先探讨了航天测控模拟训练系统的建设应用原则，从训练层次、岗位对象、建设体系、训练阶段、技术手段、评估方法等方面进行了分析；然后对航天测控模拟训练系统建设过程中值得优化的方法、方向进行具体探讨，给出相应结论，旨在为后续航天测控模拟训练系统的建设提供相关思路和理论支撑。
关键词：航天测控；模拟训练；训练系统构建；体系架构中图分类号：G434；V556文献标志码：A DOI：10.15913/ki.kjycx.2022.07.009航天测控系统是整个航天工程的重要组成部分，是航天发射、卫星在轨长期管理、空间资源运用、变轨返回、深空探测等空间活动的天地联系唯一手段，是进出空间、利用空间、控制空间的基本支撑，肩负着维护国家空间资产重大责任，关系着航天任务成败与否，也是航天技术重点发展的领域之一。
航天测控系统涉及到航天器运行的方方面面，测控系统设备多、运用流程复杂，对相应的岗位人员要求非常高[1]。
如何更好地完成对航天测控系统岗位人员的训练，是航天测控人才培养中面临的一个重要问题。
为完成对航天器不同飞行阶段的有效覆盖，航天测控系统所涉及的部门、人员和设施设备众多，专业技术性强，指挥协调和临机决策难度大。
若将实装系统直接应用于对测控人才的培训，需要调动大批人员、设备和物资，不但准备时间长、成本高，还会影响到测控设备的使用寿命。
此外，随着航天发射任务和在轨航天器数量的持续增加，航天测控系统本身的任务已十分繁重。
即使在测控任务空档期，组织训练也存在很大的困难。
我国的航天测控系统的发展趋势
航天测控技术是对航夭器进行跟踪、测量、控制的综合专用技术．涉及跟踪、遥测、遥控、轨道动力 学、计算机、数据处理、监控显示和通信等诸多专业技术领域．我国在这些专业技术的创新成果为未来 航天测控系统的发展奠定了技术基础．近年来，我国在天基测控技术‘”、扩频测控技术【”、深空测控技 术［“、小卫星测控技术和卫星星座测控技术嘲等方面都开展了大景的研究工作，突破了多项关键技术， 井逐步解决了这些新技术在工程实践上的应用问题．
四、我国航天测控系统的发展趋势
参考国外航天测控网的发展“】，我国航天测控网的主要发展趋势是由陆海基测控网向天地基相结 合的一体化综台测控同发展，包括完善补充地纂测拉同ｐ】，建立数据中继卫星系统．继续发展我国二代 导航卫星系统．
（一）地基洲控网
我国地基测控网将以地球卫星测控的徼波统一系统和扩频测控系统为主体，同时还包括专用的深 空测控系统和运载火箭测控系统．
·２３５·
４＇运载火箭测控系统 运载火箭的测控系统．主要为配合发射场的建设规划．进行相关新型运载火箭测控系统的建设·同 时结合原有发射场测控系统的补充完善和优化调整，提高对运载火箭实时测控和事后敷据处理能力．
（二）天基洲控网
建设天基测控网已成为航天测控的主流发展方向．目前．天基测控网主要包括数据中继卫星系统 和导航卫星系统．数据卫星中继系统具有轨道覆盖宰高、实时性强、数传能力大、系统效费比高等特点， 还可以缓解多测控目标的压力｛导航卫墨系统则可以为中低轨航天器提供性能优良且简单易行的自主 导航、高精度相对导航和实时定位、姿态测定和高精度时间同步能力等．
我国航天测控系统的发展趋势
于志坚
北京跟踪与通信技术研究所，北京，１０００９４
摘要我国现有航天剃控系统主要由运载戈箭测控系统、Ｃ频段卫星洲控网和Ｓ频段 航天测控网构成，可为运载火箭、中低轨、地球同步等多种轨道航天器提供洲拄支持．奉文针 对航天测控系统将面临的需求牵引，蛄舍航天测控技术发展的推动，探讨亵国航天测控系统的 束来发展趋势。
航天测控.ppt
系统组成
① 跟踪测量系统：跟踪航天 器，测定其弹道或轨道。 ② 遥测系统：测量和传送航 天器内部的工程参数和用敏 感器测得的空间物理参数。 ③ 遥控系统：通过无线电对 航天器的姿态、轨道和其他 状态进行控制。 ④ 计算系统：用于弹道、轨 道和姿态的确定和实时控制 中的计算。 ⑤ 时间统一系统：为整个 测控系统提供标准时刻和时 标。 ⑥ 显示记录系统：显示航 天器遥测、弹道、轨道和其 他参数及其变化情况，必要 时予以打印记录。 ⑦ 通信、数据传输系统： 作为各种电子设备和通信网 络的中间设备，沟通各个系 统之间的信息，以实现指挥 调度。
总体设计中必须解决的问题
在总体设计中必须解决的问题有：①全系统 所要具备的功能和实现这些功能的手段;②测 控站布局的合理性;③控制的适时性和灵活性； ④各种设备的性能、速度和精度；⑤长期工 作的可靠性；⑥最低的投资和最短的建成时 间。
电子测控系统
跟踪测量、遥测和遥控系统是整个测控系统的基本部分。电子测控 跟踪测量、遥测和遥控系统是整个测控系统的基本部分。 和遥控系统是整个测控系统的基本部分 系统的优点是可以对航天器全天候跟踪， 系统的优点是可以对航天器全天候跟踪，而且有较好的灵活性和足够的 精度。从系统工程的角度来看，对航天器跟踪测量所得的数据， 精度。从系统工程的角度来看，对航天器跟踪测量所得的数据，经过计 可给出弹道、轨道或位置的信息；而遥测所提供的数据，经过处理、 算，可给出弹道、轨道或位置的信息；而遥测所提供的数据，经过处理、 分析可给出航天器的状态信息；它们都是系统中反馈回路的重要信息源。 分析可给出航天器的状态信息；它们都是系统中反馈回路的重要信息源。 遥控则是控制系统中的执行机构。 遥控则是控制系统中的执行机构。 电子测量和控制系统的地面部分， 电子测量和控制系统的地面部分，必须与装在航天器上的电子设备 相配合才能完成测控任务。对于测量， 相配合才能完成测控任务。对于测量，航天器上必须有相应的信标机或 应答机，它们发回地面跟踪和测速用的射频信号， 应答机，它们发回地面跟踪和测速用的射频信号，应答机还发回测距信 对于遥测， 息。对于遥测，航天器上必须有检测各种参数的传感器和发送这些参数 的射频发射机。对于遥控，航天器上必须有指令接收机。因此， 的射频发射机。对于遥控，航天器上必须有指令接收机。因此，航天器 上的和地面的两部分电子设备在设计时应该结合起来统一考虑。 上的和地面的两部分电子设备在设计时应该结合起来统一考虑。 为了提高测量的精确性和扩大信息的传输量， 为了提高测量的精确性和扩大信息的传输量，测控设备所用的无线 电频率大部分已经提高到微波波段。为了减少航天器上电子设备的重量、 电频率大部分已经提高到微波波段。为了减少航天器上电子设备的重量、 体积，特别是要减少天线的数目， 体积，特别是要减少天线的数目，将各种测控功能适当地综合在一个统 一的射频载波上是一个重要的发展。这种系统称为微波统一测控系统 微波统一测控系统。 一的射频载波上是一个重要的发展。这种系统称为微波统一测控系统。 中国研制的微波统一测控系统,灵活多用 可进行单站或多站测量。 灵活多用,可进行单站或多站测量 中国研制的微波统一测控系统 灵活多用 可进行单站或多站测量。
芯片技术在航空航天领域的应用与创新
芯片技术在航空航天领域的应用与创新航空航天领域一直以来都是科技创新的前沿领域，而芯片技术的发展为该领域带来了一系列的应用与创新。
本文将从航空与航天的角度探讨芯片技术在该领域的应用，并对其未来的创新进行展望。
一、芯片技术在航空领域的应用1. 飞行控制系统航空器的飞行控制系统是保证航班安全和性能的关键。
高性能芯片的引入，极大地提升了飞行控制系统的精度和可靠性。
芯片技术的创新使得航空器能够更加精确地进行自主导航和飞行控制，提高了飞行的稳定性和安全性。
2. 动力系统航空器的动力系统也是航班安全和性能的重要组成部分。
芯片技术的应用促使了发动机的智能化和自动化，使得航空器的燃油效率得到了提高，同时也降低了对人工操作的依赖。
3. 通信与导航系统航空器的通信与导航系统是确保飞机准确导航和与地面通信的关键。
芯片技术的应用使得航空器的通信与导航系统更加智能化，提高了通信和导航的精度和速度，使得航班的执行更加高效和安全。
二、芯片技术在航天领域的应用1. 航天器控制系统航天器的控制系统决定了其在太空中的运行轨迹和姿态。
芯片技术的应用使得航天器的控制系统更加精确和可靠，实现了航天器更加高效的姿态控制和航迹规划。
2. 航天测控系统航天测控系统是航天任务过程中对航天器进行测量和控制的关键系统。
芯片技术的创新使得航天测控系统能够实现对航天器的高精度监测和控制，提高了航天器的测量和控制能力，进一步提高了航天任务的成功率和安全性。
3. 航天通信系统航天通信系统是实现航天器与地面之间的高效通信的关键。
芯片技术的应用使得航天通信系统能够实现更高速率和更稳定的通信，提高了航天器的数据传输速度和通信质量，更好地满足了航天任务对通信的要求。
三、芯片技术在航空航天领域的创新随着芯片技术的不断发展，未来在航空航天领域还有更多创新的可能。
1. 智能化系统随着人工智能技术的快速发展，芯片技术的应用将使航空航天系统更加智能化。
智能化系统能够根据环境和任务需求做出自主决策，提高整个系统的自适应性和智能性。
航天测控知识点总结高中
航天测控知识点总结高中一、航天测控概述航天测控是指对航天器进行姿态测量、轨道测量、姿态控制及导航等操作，是航天领域的重要组成部分。
航天测控系统是航天任务成败的关键，主要包括航天器姿态测量与控制、航天器轨道测量与控制、通信与地面站、数据处理与传输、导航与授时等内容。
下面将结合航天测控系统的构成以及关键技术进行详细的介绍。
二、航天测控系统构成航天测控系统主要由地面站和航天器组成，地面站是航天器与地面之间的桥梁，起到与航天器通信、接收数据、发送指令等作用。
而航天器中包含了姿态测量与控制、轨道测量与控制、通信与数据系统等子系统。
1.姿态测量与控制姿态测量与控制是指对航天器的姿态（包括姿态角、角速度、角加速度等）进行测量与控制，以确保航天器在航天任务中保持特定的姿态。
姿态测量可以通过陀螺仪、陀螺组和星敏感器等设备来进行，而姿态控制可以通过推进装置、姿态控制装置等设备来实现。
2.轨道测量与控制轨道测量与控制是指对航天器轨道的测量与控制，在航天任务中保持航天器的轨道稳定。
轨道测量可以通过地面测控系统和航天器自身测控设备来实现，而轨道控制则可以通过推进装置、空气动力学控制等来实现。
3.通信与地面站通信与地面站是指航天器与地面之间的通信与数据传输系统，地面站主要包括地面测控站和卫星通信站等，通过这些地面站与航天器进行通信。
4.导航与授时导航与授时是指航天器在航天任务中的导航与定位系统，以及时间授时系统。
导航与授时可以通过全球定位系统、星座定位系统、时间授时系统等来实现。
5.数据处理与传输数据处理与传输是指航天器中的数据处理系统、存储系统以及数据传输系统，用于对航天器的数据进行处理、存储和传输。
三、航天测控关键技术航天测控系统中，涉及了许多关键技术，下面将对其中的一些关键技术进行介绍。
1.姿态测量与控制技术姿态测量与控制技术是航天测控中的关键技术，主要包括陀螺仪、星敏感器、姿态控制装置等技术。
陀螺仪是一种能够测量角速度和角度的装置，可以通过陀螺仪来实现对航天器姿态的测量。
航天测控通信系统多业务传送设备(SMSTP)技术
源 Ｉ 通 盘 盘 ｃ ｃ 盘 （ 盘 源 西１ 东１ Ｂ） 盘 １ 盘 道 （ 或数 （ Ａ） Ｃ）
（ ） （ ） 盘 １ １ ２ 据盘
盘 盘 理 盘
音 通信 、帧中继交换等子 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
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图 １ ＭＳ Ｐ 能原理模 型 Ｓ Ｔ 功
Ｌ 图像 、电视和 电话 等信息 的互 连互通 ， 也 可以将 以太 网业 务适配 到 ＭＰ Ｓ层 ，
是 关系航天任务 成败的关键 所在 。
了网管配 置难 度 。Ｌ ＡＳ可以根据业务 Ｃ
然 后 映 射 到 ＲＰ 层 ，最 后 映 射 到 Ｓ Ｒ ＤＨ 流量对所分配 的虚容器带宽进行动态调 通 道 中传 送 。
路带 宽 ，提 高 了传送效 率 ，并大大简 化 能力 ，在 实际应 用中既可以配置作传输
圈 今・３ 电０ 日２月 子０ ８ 年
维普资讯
航空航天测控系统
2.航空航天测控系统的现状与开展
பைடு நூலகம்
(1)别离测控体制开展阶段
单台雷达
被动式基 线干预仪
卫星跟踪和数据 获取网(STADAN)
2.航空航天测控系统的开展
(2)统一载波测控体制开展阶段
测控系统的一个阶跃性突破发生在1966 年, 当时用于“阿波 罗〞 登月的“统一S波段〞(USB)测控系统将跟踪测轨、遥控、遥 测综合为一体。它是测控技术开展史上的一个里程碑。
航航空空航 航天天测测控控系系*统统采的的开开用展展低温制冷的低噪声放大器; 它 航是空测航控 天技 测术 控开 系*展 统增史 的上 开加的展地一个面里程站碑。接收天线和探测器上对地天线的口径; (*2提)统高一频载带波利测用控*率体增，制减开加少展对大阶邻段发道信射号的功干率扰; ，提高功率利用率，降低系统解调门限信噪比; * 提高频带利用率，减少对邻道信号的干扰; DSN是世界上最大最灵敏的科学通信系统，其控制中心就设在美国加州的帕萨迪纳; 其主要组成局部是三个深空联合体: 美国加州的金
测控体制开展中的三个里程牌, 可划分为以下三个开展阶段： (1)别离测控体制开展阶段 (2)统一载波测控体制开展阶段 (3)跟踪与数据中继卫星系统(Tracking and Data RelaySatellite System) 体制开展阶段
2.航空航天测控系统的开展
(1)别离测控体制开展阶段
最初测控系统是由相互别离的跟踪测轨设备、遥测设备、遥 控设备组合而成的, 因而称之为别离测控系统。
航空航天测控系统
• 航空航天测控系统的概念 • 航空航天测控系统的开展 • 深空通信技术 • 美国深空测控通信网
3.深空通信技术
对进行深空探测的航天器进行测控和通信的系统称为深空测控通 信系统，包括深空测控通信网和空间应答机两大局部。
测控技术在航空航天中的应用
测控技术在航空航天中的应用航空航天领域一直是人类探索未知、追求进步的前沿阵地。
在这个充满挑战和机遇的领域中，测控技术发挥着至关重要的作用。
它就像是一双“慧眼”，时刻监测着飞行器的状态，确保其安全、稳定地运行；又像是一条“纽带”，将飞行器与地面控制中心紧密相连，实现信息的快速传递和指令的准确下达。
测控技术涵盖了众多方面，包括测量、控制、通信、数据处理等。
在航空航天中，测量是获取飞行器状态信息的关键手段。
通过各种传感器，如压力传感器、温度传感器、加速度传感器等，可以实时监测飞行器的飞行姿态、速度、高度、加速度、环境参数等重要数据。
这些数据对于飞行员或地面控制人员了解飞行器的运行状况至关重要。
例如，在飞机飞行过程中，空速管可以测量飞机相对于空气的速度，从而帮助飞行员控制飞行速度；高度表能够准确显示飞机的飞行高度，确保飞机在规定的空域内飞行。
控制技术则是根据测量得到的数据，对飞行器的运行进行调整和优化。
自动驾驶系统就是一种典型的控制技术应用。
它可以根据预设的航线和飞行参数，自动控制飞机的飞行方向、高度和速度，减轻飞行员的工作负担，提高飞行的安全性和稳定性。
在航天器中，姿态控制系统可以精确控制航天器的姿态，使其能够准确地指向目标，完成各种科学任务。
通信技术在测控中扮演着“桥梁”的角色。
它将飞行器上获取的测量数据及时传输到地面控制中心，同时将地面控制中心的指令传递给飞行器。
在航空领域，甚高频通信和卫星通信是常用的通信方式。
甚高频通信适用于短距离、视距范围内的通信，如飞机与地面塔台之间的通信；卫星通信则可以实现全球范围内的通信，确保飞机在飞行过程中始终与地面保持联系。
在航天领域，由于距离地球较远，通常采用微波通信和激光通信等技术。
微波通信具有传输距离远、稳定性高的特点；激光通信则具有传输速率快、保密性好的优势。
数据处理技术是对大量测量数据进行分析和处理的重要手段。
通过对这些数据的处理，可以提取出有用的信息，为飞行器的运行决策提供依据。
航天器控制系统的使用方法
航天器控制系统的使用方法航天器的控制系统是宇航员和工程师们用来控制和操作航天器的重要工具。
它涵盖了各种设备和软件，用于监测航天器的状态、导航和放置、保持稳定、调整轨道以及进行其他必要的操作。
本文将讨论航天器控制系统的使用方法，并介绍几个重要的方面。
1. 航天器控制系统的组成部分航天器控制系统通常由以下几个部分组成：姿态控制系统、导航和定位系统、推进系统以及电力和通信系统。
姿态控制系统负责控制航天器的方向和姿态，以确保正确的轨道和稳定性。
它包括陀螺仪、推进器、姿态控制喷口和姿态传感器。
导航和定位系统用于确定航天器的位置、速度和轨道。
推进系统则负责给航天器提供推力以改变轨道或调整飞行速度。
电力和通信系统则为航天器提供所需的电力和保持与地面通信的能力。
2. 航天器控制系统的基本操作航天器控制系统的操作通常需要受过专门培训的宇航员或工程师。
下面是一些航天器控制系统的基本操作步骤：步骤一：了解航天器状态。
在操作航天器之前，需要了解其当前的状态。
这包括了解姿态、位置、速度和电力等关键参数。
步骤二：设定目标。
根据任务需求，设定航天器的目标姿态、位置和速度等参数。
步骤三：调整姿态。
根据设定的目标，使用姿态控制系统调整航天器的方向和姿态。
步骤四：导航和定位。
根据导航和定位系统提供的数据，确认航天器的位置和轨道是否符合预期。
步骤五：推进调整。
如有需要，使用推进系统对航天器进行调整，改变其轨道或调整飞行速度。
步骤六：电力和通信。
确保航天器具有足够的电力供应，并与地面通信保持联系。
3. 航天器控制系统的注意事项在使用航天器控制系统时，宇航员和工程师需要注意以下几个方面：首先，安全第一。
航天器控制系统的操作必须遵循严格的安全规程，以确保宇航员和航天器的安全。
其次，熟悉操作手册和指南。
在使用航天器控制系统前，需要详细阅读并熟悉相关的操作手册和指南，以了解系统的工作原理和操作步骤。
此外，密切监测航天器的状态。
在操作过程中，需要时刻监测航天器的姿态、位置、速度和电力等参数，以确保其正常运行。
先进测控技术在航空航天中的应用
先进测控技术在航空航天中的应用航空航天领域一直是人类探索未知、追求进步的前沿阵地。
在这个充满挑战和机遇的领域中，先进测控技术扮演着至关重要的角色。
它就像是一双敏锐的眼睛和一双灵巧的手，时刻监测着飞行器的状态，精准控制着其运行轨迹，为航空航天事业的发展提供了坚实的保障。
测控技术，简单来说，就是测量和控制的技术。
在航空航天中，它包括了对飞行器的姿态、位置、速度、温度、压力等各种参数的测量，以及对飞行器的飞行轨迹、动力系统、导航系统等的控制。
先进的测控技术能够实现高精度、高可靠性、高实时性的测量和控制，从而确保飞行器的安全、稳定和高效运行。
在航空航天领域，先进的传感器技术是测控的基础。
各种类型的传感器被广泛应用于飞行器上，用于感知周围环境和自身状态的变化。
例如，惯性导航系统中的陀螺仪和加速度计能够精确测量飞行器的角速度和加速度，从而计算出其姿态和位置信息。
而卫星导航系统则可以通过接收卫星信号，实现全球范围内的高精度定位。
此外，还有压力传感器、温度传感器、光学传感器等，它们分别用于测量飞行器内部的压力、温度以及外部的光线等参数。
除了传感器技术，数据采集与传输技术也是先进测控技术的重要组成部分。
在飞行器飞行过程中，大量的传感器数据需要被实时采集、处理和传输。
为了确保数据的准确性和完整性，先进的数据采集系统采用了高速、高精度的模数转换技术，能够将传感器输出的模拟信号快速转换为数字信号。
同时，高效的数据压缩和加密算法被应用于数据传输过程中，以减少数据量和保证数据的安全性。
现代的航空航天测控系统通常采用卫星通信、无线通信等多种通信手段，确保数据能够在飞行器与地面控制中心之间稳定、快速地传输。
在航空航天中，飞行控制系统是测控技术的核心应用之一。
飞行控制系统根据传感器采集到的数据，通过复杂的算法和控制逻辑，对飞行器的姿态、速度、高度等进行精确控制。
例如，自动驾驶系统可以在飞行员不干预的情况下，按照预定的航线和飞行参数自动控制飞行器的飞行。
我国航天测控系统的现状与发展
一、我国航天测控系统的现状
我国航天测控系统由地面测控站、轨道测量与计算技术、数据传输等多个环 节组成。目前，我国已经建立了一套完整的航天测控体系，为我国的航天事业提 供了强有力的支持。
地面测控站是我国航天测控系统的核心组成部分，主要负责对航天器进行跟 踪、测量和控制。我国已经建立了多个地面测控站，基本覆盖了全球范围。这些 测控站采用了先进的测量和数据处理技术，具备高精度、高稳定性和高效率的特 点。
四、前航天测控技术的现状与前 景
目前，前航天测控技术已经取得了长足的发展和进步。在卫星通信、导航和 探测等方面，前航天测控技术已经具有较高的精度和稳定性。随着科技的不断进 步和应用需求的不断增长，前航天测控技术将迎来新的发展机遇和挑战。
未来，前航天测控技术将朝着更高精度、更远距离、更快速度和更高稳定性 等方向发展。同时，随着人工智能、大数据等技术的不断应用，前航天测控技术 将实现更加智能化、自主化和远程化的控制和管理。此外，随着深空探测的不断 深入，
3、加强人才培养，建立完善的人才培养机制。通过设立奖励机制、提供良 好的工作环境等措施，吸引更多的人才参与航天测控系统的研究和开发。同时加 强对现有人才的培训和提升，提高整个团队的技术水平。
4、加强国际合作，借鉴国际先进经验和技术。通过参加国际会议、加强技 术交流等方式，了解国际航天测控系统的发展动态和技术趋势，促进我国航天测 控系统的长足发展。
1、早期阶段：在卫星通信和航天技术发展的早期阶段，人们主要依靠雷达 和无线电通信技术对航天器进行测控。这种方法虽然可以实现一定精度的测量
和控制，但受到天气、地形等因素的影响较大，精度和稳定性都不够理想。
2、卫星测控阶段：随着卫星通信和航天技术的不断发展，人们开始利用卫 星进行前航天测控。这一阶段的技术手段主要包括遥测、遥控和遥感。遥测可以 实时获取航天器的轨道和姿态信息，遥控可以实现对于航天器的精确控制，遥感 则可以获取航天器
第1章 航天测控系统概述
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航天系统 各系统组成
航天发射场系统：是装备有专门设施、采用运载火 箭从地面陆上发射航天器的特定场区系统。航天器的发 射，除上述利用运载火箭从发射场陆上发射外，还可以 从空间、空中和海上发射。
哈尔滨工业大学 2015/3/2
Harbin Institute of Technology
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Harbin Institute of Technology
2015/3/2
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航天测控系统
课程概况
[1] 周智敏、陆必应、宋千。《航天无线电测控原理与系 统》. 电子工业出版社.2008（3） [2]夏南银、张守信、穆宏飞.《航天测控系统》（第一版）. 国防教育出版社.2002（10）。
哈尔滨工业大学
Harbin Institute of Technology
2015/3/2
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一、航天测控系统概述
哈尔滨工业大学 2015/3/2
Harbin Institute of Technology
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1.1 航天系统和航天器简介
哈尔滨工业大学 2015/3/2
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航天测控系统
课程概况
遥控系统：遥控系统的功能是产生指令信息和注 入数据的编码，经上行无线电链路发向航天器，按任 务需要对航天器进行实时控制或（和）程序定时控制。 测量系统：测量系统的功能是获取航天器相对测 控天线的方向角、距离及径向速度等位置运动参数， 以确定航天器的运行轨道，并测控天线指向航天器， 建立天地无线电链路。
航天智能测运控系统体系架构与应用-航天工程论文-工程论文
航天智能测运控系统体系架构与应用-航天工程论文-工程论文——文章均为WORD文档，下载后可直接编辑使用亦可打印——摘要：随着商业航天的快速发展,各类卫星星座项目的持续推进,航天器的商业应用日趋普及,在轨航天器呈现出数量多、平台多、种类多、用途广等趋势,重点依靠资源投入和人力增加的测控模式,已经难以适应未来多星、多任务、多用户的测控服务的发展需要。
近年来,人工智能技术不断取得突破,在多类单项测试中超越人类。
将人工智能的发展成果应用到测控系统中,在自主测控、自主故障诊断、任务规划、资源分配方面,采用智能化方法,促进测运控以平台载荷为核心的管理模式向以数据业务为核心的管理模式转变, 提高测控任务的完成效率和资源利用率。
关键词：测控; 智能化; 故障自主诊断; 自主测控; 数据挖掘; 机器学习;1 、商业航天智能测运控需求分析1.1 、航天器数量快速增加近年来，万物互联成为人类社会的基本要求，许多全球性或者全天候航天任务越来越复杂，卫星将在今后一个时期内迎来快速发展，航天器的在轨数量将会激增。
卫星星座在信息传输、定位导航、侦察观测等领域，具有全球覆盖、实时性好等先天优势，应用日益广泛。
星座中卫星的数量从数十颗，发展到数百颗，数千颗，Space X 公司布局的Starlink星座计划发射约42000颗卫星。
星座构型在卫星轨道基础上，通过合理的时空布局，适应各种应用功能的需要。
1.2 、测运控系统日益复杂在轨航天器数量将越来越多，规模越来越大，类型与应用模式越来越复杂，管控要求和难度大幅提升。
相对于数量激增的在轨航天器，地面测运控系统将面临着数量不足、设备短缺的问题。
小卫星需要大天线，但是小卫星的寿命通常比较短，而地面测运控设备投入又比较大，因此要求地面测运控资源必须能够组网重复使用。
在传统单颗卫星的测运控任务外，对多星的同时测运控支持、多星及星座在轨运行管理等，对地面测运控网络如何提供及时、有效、灵活的测运控服务提出了极高的要求，增加了航天测运控系统的负担和操作复杂性。
航天测控系统安全分析与控制
ｕ ａ ｔ ｉ ｏｎ ａ ｎａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ａ ｒ ｅ ｇｉ ｖ ｅ ｎ ｉ ｎ ｔ ｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐｅ ｒ，ａ ｎｄ ｔ ｈｅ ｎ ｔ ｈｅ ｗｅ ａ ｋ ｌ ｉ ｎｋｓ ｆ ｒ ｏ ｍ ｔ ｈ ｅ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｎａ ｌ ａ ｎｄ ｅ ｘ ｔ ｅ ｒ ｎ ａｌ ｓ ｅ ｃ ｕｒ ｉ ｔ ｙ
佘 大勇， 唐太强 ， 李维晨， 王 辉 ， 赵建兵 ， 陈 小 刚
（ 中 国西 安 卫 星 测 控 中心 ， 陕西 西安 ７ １ ０ ０ ４ ３ ）
摘
要 对 国外航 天 测控 系统 安全现状 及 我 国航 天测控 系 统安全 形势进 行
了分析 ， 从测 控 系统 内部 、 外部 的安全 现状 中找 出薄 弱环 节 ， 指 出 了测控 系 统 面临 的
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ Ｆ ｏ ｒ ｅ ｉ ｇ ｎ ａ ｅ ｒ ｏ ｓ ｐ ａ ｃ ｅ ＴＴ＆ Ｃ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｓ ａ ｆ ｅ ｔ ｙ ｓ ｔ ａ ｔ ｕ ｓ ａ ｎ ｄ Ｃｈ ｉ ｎ ａ ’ Ｓ ＴＴ ＆ Ｃ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｓ ｅ ｃ ｕ ｒ ｉ ｔ ｙ ｓ ｉ ｔ —
为 当前 测控 系统 发展 的紧迫 任务 。
高 精度方 向发 展 ， 航 天 装 备 的部 署 将 逐 步 面 向作 战 应用 。作 为一 体 化联 合 作 战 的基 础 和保 障 ， 航
天 测控 系统在 作 战中 的安全 与 自我 生存 能力 是航 天 测控 系统 必须 面对 和 解 决 的一 个 重 要 问 题ｌ １ ］ 。 系统安全 与 生存 能 力 、 空 间信 息 保 障 能 力 的提 升
２ ０１ ３焦
航天测控技术体系设计理念
航天测控技术体系设计理念航天测控技术体系设计是航天任务顺利完成的关键，它是指在航天任务实施过程中，为了实现航天器的定位、追踪、通信、数据传输、导航、遥测遥控等功能，所要采用的一套综合性技术体系。
在航天测控技术体系设计中，应该贯彻以下设计理念。
首先，航天测控技术体系设计要注重系统整体性。
航天任务是一个复杂的工程系统，需要整合多种技术手段来实现各项功能。
因此，在设计航天测控技术体系时，需要从整体上考虑各种技术之间的相互关系和相互作用，确保各项功能有机衔接、协调一致。
其次，航天测控技术体系设计要注重多层次、多通道的设计。
由于航天任务的特殊性，要求能够同时进行定位、追踪、通信、数据传输等多种功能，并保证数据的可靠性和实时性。
因此，在航天测控技术体系设计中，需要采用多层次、多通道的设计思路，通过同时采用多种手段和多个通道来实现不同功能的实时传输和处理。
再次，航天测控技术体系设计要注重可靠性和安全性。
航天任务的成功与否直接关系到国家的利益和声誉，因此，在航天测控技术体系设计中，必须高度注重系统的可靠性和安全性。
具体来说，可以采用冗余设计、安全备份、防止干扰和攻击等措施，确保系统不受外界影响，能够稳定可靠地运行。
最后，航天测控技术体系设计要注重创新和发展。
航天测控技术是一个不断发展的领域，随着科学技术的进步和航天任务的发展，需求也在不断变化。
因此，在航天测控技术体系设计中，要注重创新和发展，不断引入新的技术和理念，提高系统的性能和效率，满足新的需求。
综上所述，航天测控技术体系设计需要贯彻整体性、多层次、多通道、可靠性、安全性和创新性等设计理念。
只有在此基础上，才能够设计出高效、可靠的航天测控技术体系，确保航天任务能够顺利完成。
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航天测控系统
1．定义
2.发展概况
3.系统组成
4.航天测控网
5.总体设计
6.总体设计中必须解决的问题
7.电子测控系统
8.航天电子测控系统的新发展
9.计算系统
10.测控的其他应用
11.展望
1.定义
对运行中的航天器（运载火箭、人造地球卫星、宇宙飞船和其他空间飞行器）进行跟踪、测量和控制的大型电子系统。
2.发展概况
中国航天测控系统也是在航天事业的发展中逐步臻于完善的。
在大陆上已经建立了多个测控站和一个测控通信中心。
为了扩展观测范围,还建造了海上测量船,以便驶往远洋对航天器进行跟踪观测。
在整个测控系统中使用了多台计算机，并有贯通各个测控站、测量船和测控中心的通信网络。
3.系统组成
①跟踪测量系统：跟踪航天器，测定其弹道或轨道。
②遥测系统：测量和传送航天器内部的工程参数和用敏感器测得的空间物理参数。
③遥控系统：通过无线电对航天器的姿态、轨道和其他状态进行控制。
④计算系统：用于弹道、轨道和姿态的确定和实时控制中的计算。
⑤时间统一系统：为整个测控系统提供标准时刻和时标。
⑥显示记录系统：显示航天器遥测、弹道、轨道和其他参数及其变化情况，必要时予以打印记录。
⑦通信、数据传输系统：作为各种电子设备和通信网络的中间设备，沟通各个系统之间的信息，以实现指挥调度。
4. 航天测控网
各种地面系统分别安装在适当地理位置的若干测控站（包括必要的测量船和测控飞机）和一个测控中心内，通过通信网络相互联接而构成整体的航天测控系统。
5.总体设计
航天测控系统总体设计属于电子系统工程问题。
对整个系统来说，首先考虑的是航天任务的要求，可以针对某一个任务，也可以兼顾多个任务，从较长远的发展要求来设计。
航天测控系统的中心问题是从地面和航天器整体出发，实现信息获取，即将航天器的飞行和工作数据发回地面，并用计算机进行计算、决策和实时反馈来控制航天器飞行的轨道和姿态。
6.总体设计中必须解决的问题
在总体设计中必须解决的问题有：①全系统所要具备的功能和实现这些功能的手段;②测控站布局的合理性;③控制的适时性和灵活性；④各种设备的性能、速度和精度；⑤长期工作的可靠性；
⑥最低的投资和最短的建成时间。
7.电子测控系统
跟踪测量、遥测和遥控系统是整个测控系统的基本部分。
电子测控系统
优点是可以对航天器全天候跟踪，而且有较好的灵活性和足够的精度。
从系统工程的角度来看，对航天器跟踪测量所得的数据，经过计算，可给出弹道、轨道或位置的信息；而遥测所提供的数据，经过处理、分析可给出航天器的状态信息；它们都是系统中反馈回路的重要信息源。
遥控则是控制系统中的执行机构。
电子测量和控制系统的地面部分，必须与装在航天器上的电子设备相配合才能完成测控任务。
对于测量，航天器上必须有相应的信标机或应答机，它们发回地面跟踪和测速用的射频信号，应答机还发回测距信息。
对于遥测，航天器上必须有检测各种参数的传感器和发送这些参数的射频发射机。
对于遥控，航天器上必须有指令接收机。
因此，航天器上的和地面的两部分电子设备在设计时应该结合起来统一考虑。
为了提高测量的精确性和扩大信息的传输量，测控设备所用的无线电频
大部分已经提高到微波波段。
为了减少航天器上电子设备的重量、体积，特别是要减少天线的数目，将各种测控功能适当地综合在一个统一的射频载波上是一个重要的发展。
这种系统称为微波统一测控系统。
中国研制的微波统一测控系统,灵活多用,可进行单站或多站测量
8.航天电子测控系统的新发展
从地面上对航天器跟踪测量和控制，往往需要在很大范围内布置相当数目
测控站，疆域较小的国家不具备这种条件。
为了解决这一困难,国际间的协作十分必要,为此需要使各国测控系统的频率和体制统一起来。
70年代初期，美国发射“阿波罗”号登月载人飞船时，开始应用S波段(2吉赫频段)统一系统并经实践证明了这种系统的优越性。
现在美国的地面测控网已逐步改建,采用S波段统一系统作为主要的测控手段。
西欧和日本也采用了频段相同而体制类似的系统，并且已应用到不同类型的卫星和航天器上。
各国的测控频率和体制的统一，有利于互相利用。
这是航天测控系统的发展趋势。
对于较低轨道的卫星或其他航天器来说，一个地面测控站的跟踪范围毕竟有限，而设置测控站的数目又受到种种限制，不能无限增加。
为了扩大跟踪范围，将测控站搬到同步定点卫星上,从35800公里的高空来观测低轨道卫星是解决这一困难的一个办法。
1983年 5月美国利用航天飞机发射的一颗跟踪与数据中继卫星(TDRS)是实现这个设想的第一步。
两颗定点在赤道上空，经度相隔约 140°的跟踪与数据中继卫星和一个相应的地面控制接收站组成跟踪与数据中继卫星系统 (TDRSS)。
这种系统将能对多颗低轨卫星进行全球性不间断的跟踪、测控和数据中继。
从测控的角度来看，系统的工作原理和微波统一测控系统类似。
测控点站仍设在地面（但减少到一个），而两颗跟踪与数据中继卫星实际上是起了将测控信号转接和扩大到全球范围的作用。
9.计算系统
计算系统是整个测控系统的核心。
各个测控站和各个设备都可用自己的计算
机来处理本站和本机的数据，但大数据量的计算以及根据计算结果进行分析和做出控制决策等，一般都要集中到测控中心来做。
因此，在测控中心应装有容量大、速度高的计算机，并能双工工作以保证可靠性。
在主机前端则可采用较小的计算机来进行数据的编辑、选择和预处理。
主机的计算结果，一方面输入显示系统加以显示，以便指挥控制人员能据此作出决策；另一方面也可以由计算机在人的监视下进行自动分析、决策，直接选择控制参数，通过遥控信道发出指令。
这些计算、分析、人-机对话和决策,都须依靠计算机软件系统来实现。
因此，编制适当的软件，经过演练确认其正确性，定型后并在实际中使用，是测控系统在航天器发射和管理中的一项十分重要的工作。
10.测控的其他应用
太湖蓝藻、环保
安保（奥运、上海世界博览会）
医学检查
家居智能化、楼宇自动化、小区自动化、刷卡、城市视频监控
汽车安全及导航、飞机自动巡航、船用导航
汽车测控、锅炉测控、化工厂测控、电厂测控、海洋探测、
等等
11.展望
随着应用卫星的发展，特别是导航卫星、高分辨率遥感卫星、载人飞船的会合和对接、航天飞机以及行星际和更远距离的航行，对航天测控系统提出了更高的要求：①提高卫星测轨、定位和姿态测定的精度；②提高卫星或飞船机动控制的实时性和精确性；③特远距离时的跟踪测量和高速数据传输。
更精密的光学和电子测控系统，更大容量和更高运算速率的计算机，更高精确度的时间标准和更高效率的通信体制等，都是为解决上述问题需要研究的课题。