航天器的分类与信息系统的应用

浅谈飞机和航天器的分类以及信息系统在航空航天中的应用
学院：政治与公共管理学院
专业：信息管理与信息系统
学号：2011126010007
姓名：董晓
指导教师：朱波
2012年5月11日
目录
一、摘要 (3)
二、关键字 (3)
三、正文
航天器的概念 (3)
航天器的分类 (3)
飞机的概念 (4)
飞机的分类 (4)
信息技术的概念 (5)
信息技术与航空航天的关系及应用 (5)
四、总结 (8)
五、参考文献 (9)
一、摘要
随着社会与科技地不断进步，人类的活动空间逐渐开始由陆地和海洋向着更加高远的天空进发。

现在，人类的活动范围已经历了从陆地到海洋，从海洋到大气层空间，再从大气层空间到太空的逐步发展过程。

人类活动范围的每一次扩展都是一次伟大的飞跃。

由陆地到海洋的发展极大的促进了欧洲国家的发展，使历史进程与世界格局发生了巨大的变化。

因此我们可以肯定，航空航天技术的进步必将更大的推动整个人类的发展。

而作为航天技术的直接体现者和航天活动的承担者，各种各样的航天器在航空航天领域起着举足轻重的作用。

而现代信息技术的发展又对航空航天的发展起到了巨大的推进作用。

因此研究航天器的分类以及信息技术在其中所起的作用有着重要的意义。

二、关键字
航空航天、航天器、信息技术、飞机、计算机
三、正文
1、航天器的概念
航天器又称空间飞行器、太空飞行器。

按照天体力学的规律在太空运行，执行探索、开发、利用太空和天体等特定任务的各类飞行器。

由于航天器在地球大气层以外运行，摆脱了大气层及重力的阻碍，从而大大拓宽了人们的认知和活动空间。

2、航天器的分类
航天器有着多种分类标准。

航天器具有多种分类方法，即可以按照其轨道性质、科技特点、质量大小、应用领域和是否载人进行分类。

其中按照是否载人的分类方法是最常见的分类方法。

按照是否载人分为无人航天器和载人航天器，无人航天器按是否环绕地球运行又可分为人造地球卫星和空间探测器。

人造地球卫星，简称人造卫星，是数量最多的航天器，约占航天器总数的90％以上。

它按用途分为科学卫星、应用卫星和技术试验卫星。

科学卫星用于科学探测和研究；应用卫星是直接为国民经济和军事服务的人造卫星，按用途分为通信卫星、气象卫星、侦察卫星、导航卫星、测地卫星等；技术试验卫星则是利用太空真空、微重力和强辐射的特殊环境对某些难以在地球上实验的特殊技术进行研究实验的卫星，在生物工程领域的应用十分广泛。

空间探测器，又称深空探测器，按探测目标分为月球探测器、行星探测器行星际探测器。

各种行星和行星际探测器分别用于探测金星、火星、水星、木星、土
星和行星际空间，目标一般位于太阳系之内。

而美国发射的“先驱者10号”成为第一个飞出太阳系的航天器。

载人航天器，按飞行和工作方式分为载人飞船、航天站和航天飞机。

载人飞船包括卫星式载人飞船和登月载人飞船。

航天飞机既是航天器又是可重复使用的航天运载器载。

载人飞船是指能保障航天员在外层空间生活和工作以执行航天任务并返回地面的航天器，又称宇宙飞船。

空间站又称航天站、太空站、轨道站，是一种在近地轨道长时间运行，可供多名航天员巡访、长期工作和生活的载人航天器。

航天飞机又称为太空梭或太空穿梭机，是可重复使用的、往返于太空和地面之间的航天器。

载人飞船、航天飞机与航天站相互联系，是联系地球与航天站的纽带。

他们相互配合，共同完成大型的航天任务。

载人飞船和航天飞机负责把航天员和各种设备资料运送到航天站，而航天站是航天活动的中心，为航天员提供生活空间并作为各种航天活动的主要平台。

3、飞机的概念
飞机指具有机翼和一具或多具发动机，靠自身动力能在大气中飞行的重于空气的航空器。

飞机具有两个最主要的特征，其一是其一是它自身的密度比空气大，并且它是由动力驱动前进；另外一个特征就是飞机有固定的机翼，机翼提供升力使飞机翱翔于天空。

4、飞机的分类
和航天器类似，飞机也有着多种的分类方式。

按飞机的用途划分，有民用航空飞机和国家航空飞机之分；按飞机发动机的类型分，有螺旋桨飞机和喷气式飞机之分；按飞机的发动机数量分，有单机飞机、双发飞机、三发飞机、四发飞机之分；按飞行的飞行速度分，有亚音速飞机和超音速飞机之分，多数喷气式飞机为高亚音速飞机；同时按飞机的航程远近分，有近程、中程、远程飞机之别。

国家航空飞机是指军队、警察和海关等使用的飞机，民用航空飞机主要是指民用飞机和直升飞机，民用飞机指民用的客机、货机和客货两用机。

军用飞机又分为战斗机、攻击机、强击机、侦察机、运输机、教练机、预警机、反潜机等等。

战斗机是指用于在空中消灭敌机和其他飞航式空袭兵器的军用飞机，又称歼击机，其主要任务是与敌方歼击机进行空战，夺取制空权；强击机是作战飞机的一种，主要用于从低空、超低空突击敌战术或浅近战役纵深内的目标，直接支援地面部队作战。

强击机具有良好的低空操纵性、安定性和良好的搜索地面小目标能力，可配备品种较多的对地攻击武器。

另外有些战斗轰炸机也被称为攻击机；侦察机是专门用于从空中进行侦察、获取情报的军用飞机，是现代战争中的主要侦察工具之一。

侦察机按任务范围，又可分为战略侦察机和战术侦察机；运输机是用于运输兵员、武器装备和其他军用物资的飞机，也可用来空投伞兵或进行投降作战；教练机是训练飞行员从最初级的飞行技术到能够单独飞行与完成指定工作的特殊机种；预警机又称空中指挥预警飞机，是为了克服雷达受到地球曲度限制的低高度目标搜索距离，同时减轻地形的干扰，将整套远程警戒雷达系统放置在其上的飞机。

大多数预警机有一个显著的特征，就是机背上背有一个大“蘑菇”，那是预警雷达的天线罩；反潜机是用于搜索和攻击潜艇的军用飞机，大致可以分为水上反潜飞机，反潜直升机，岸机反潜飞机，舰载反潜机。

螺旋桨式飞机，包括活塞螺旋桨式飞机和涡轮螺旋桨式飞机，飞机引擎为活塞螺旋桨式，也是最原始的飞机动力形式。

喷气式飞机，包括涡论喷气式和涡论风扇喷气式飞机。

这种机型的优点是结构简单，速度快，燃料费用低，装载量大。

从动力学角度看，喷气式飞机的动力原理要由于螺旋桨式飞机，它对燃料的利用率也更高。

因此喷气式飞机是现代飞机的主要动力形式。

亚音速飞机是指最大平飞速度小于音速的飞机。

通常说飞行速度低于400千米/时的为低速飞机，M=0.8～0.9的为高亚音速飞机。

相对亚音速飞机而言，超音速飞机就是指飞机最大平飞速度能超过音速的飞机。

由于当飞机飞行速度接近音速时，周围的流动态会发生变化，出现激波或其它效应，会使机身抖动失控，甚至空中解体，并且还可产生极大的阻力，使飞机难以突破M=1的速度。

人们把这种现象称之为音障。

现代民用飞机和军用运输机、预警机、教练机中，多数为亚音速飞机或高亚音速飞机。

5、信息技术的概念
信息技术是利用电子计算机、遥感技术、现代通信技术、智能控制技术等获取、传递、存储、显示和应用信息的技术。

信息技术涉及到硬件和软件两方面的应用。

6、信息技术与航空航天的关系及应用
目前航空航天技术的尖端领域包括卫星遥感技术、航天飞船对接技术和定位技术等。

在这些领域信息技术都发挥着不可替代的作用。

（1）、信息技术在遥感测控技术领域的应用
遥感测控技术是指非接触的，远距离的探测技术。

一般指运用传感器/遥感器对物体的电磁波的辐射、反射特性的探测，并根据其特性对物体的性质、特征和状态进行分析的理论、方法和应用的科学技术。

以俄罗斯航空航天局的遥感数据接收处理传播系统与技术为例来介绍信息技术
在遥感测控领域的应用。

在线地球监测科技中心是在莫斯科的空间观测中心基础上建立起来的研究中心，它为俄罗斯航空航天局遥感基地, 提供方法论支持等协调工作, 如利用现代技
术设备和先进信息技术装备区域性中心。

目前正在采用空间观测系统接收、处理和传播空间观测资料。

在线地球监测科技中心的技术主要是在四个信息相关的系统基础上组织起来的:，包括信息接收和记录系统、信息检测和校准系统、用户分类系统、信息输出存储和产品的生产系统。

接收和记录系统包括两个站, 能接收和记录飞行器到微波信道在1.7 和8 -8.4 G Hz 频率上的低、中、高密度信息流，带有7 米直径的蝶形天线系统PK 一7 仪器软件能确保接收到遥感卫星上频率范围达8 一8.4 G H Z, 速率达3(X) MB 的所有信息流。

其它的三个系统由对应的计算机系统和专业化的软件包构成。

技术硬件设施是基于英特尔平台的工作站和服务器, 且与局域数据传输网络互连的多机器复杂
结构。

从天线联合体以实时方式获得的遥感资料记录在用于接收和记录的系统硬盘上。

初始信息以被称作数据流的方式存在, 由包含流程、测量条件、空间飞行器轨道等信息的标题所采用。

其后, 在计算机局域网上的数据库被重写到高性能文件服务器上,以此高性能文件服务器为基础,在研究中心建立了实用文档。

在联
机文档上数据流有限的时段存贮, 在这有限的时段内实施了以下一些技术性操作，包括进行质量和辐射测量指数的校验；数据分类并存贮进长期文档中；生成与紧急请求相关的输出值。

当需要满足用户请求时,利用电子目录存取器搜索空间观测数据,并选取下一步处理流程,形成基于互联网络的压缩影象。

检索结果用来构建参数,以利于选择在线和长期文档的信息,并做一些进行标准信息产品预备的后续处理工作。

由于对统一坐标系统中初始数据流中的视听数据已有描述,因次它能够生成用于软件系统的综合空间信息, 并确保整个生产周期的执行。

整个工作过程可以用下面的图来表示。

图 1
本文所提到的软件系统和技术能够形成有效的生产周期,使位于莫斯科的联邦研究中心有效发挥作用,进行卫星信息的接收、处理、传播, 并为用户提供服务。

本系统的操作系统的信息和软件兼容性、模块构造原理及其成功的体系使其能够顺利高效地解决以下问题:(l) 在插人新的卫星系统时,能稳定地发挥其功能；(2)能为俄罗斯本国的区域性研究中心和外国的研究中心复制这些系统和技术。

同时与原有的系统相比降低了大约25%的运行成本。

（2）、信息系统在定位技术中的应用
卫星定位系统即全球定位系统，是使用卫星对某物进行准确定位的技术。

可以保证在任意时刻，地球上任意一点都可以同时观测到4颗卫星，以便实现导航、定位、授时等功能。

全球卫星定位系统由三部分组成：空间部分———GPS星座；地面控制部分———地面监控系统；用户设备部分———GPS 信号接收机。

GPS导航系统的基本原理是测量出已知位置的卫星到用户接收机之间的距离，然
后综合多颗卫星的数据就可知道接收机的具体位置。

要达到这一目的，首先要根据星载时钟所记录的时间在卫星星历中查出卫星的位置，而用户到卫星的距离则通过纪录卫星信号传播到用户所经历的时间，再将其乘以光速得到。

由于大气层电离层的干扰，这一距离并不是用户与卫星之间的真实距离，而是伪距。

当GPS 卫星正常工作时，会不断地用1和0二进制码元组成的伪随机码，生成导航电文。

导航电文包括卫星星历、工作状况、时钟改正、电离层时延修正、大气折射修正等信息。

它是从卫星信号中解调制出来的。

导航电文每三十秒重复一次，每小时更新一次。

当用户接受到导航电文时，提取出其中的卫星时间并将其与自己的时钟做对比便可得知卫星与用户的距离，再利用导航电文中的卫星星历数据推算出卫星发射电文时所处位置。

具体过程如下图所示。

图 2
信息技术的应用在这个工作过程中随处可见。

星历数据的要依赖于大容量存储技术，高速稳定的存储介质保证了星历数据的稳定可靠；当用户发出定位服务请求时，卫星要能够快速的处理用户请求。

在这一过程里高速的处理器和优秀的算法缺一不可，基于JAVA/C++语言的程序将算法实现，使之成为计算机可以顺利运行的应用程序。

（3）、航空信息技术标准化是航空航天技术发展的趋势
现代航空航天技术越来越依赖于信息技术和信息系统。

并且一个大型航空项目完成往往需要上千家企业单位的通力合作，这就要求各家企业拥有相同的信息技术标准。

但是大部分企业的发展过程却是先有成熟技术再慢慢编制标准，并没有实现标准制定过程与技术创新相融合这一工作模式的转变。

就目前国内航空航天制造业信息化的发展来看，标准化落后于新技术的发展，满足不了企业需求的矛盾已经开始逐步显现。

以航空企业无图设计为例就可看出这一点。

为实现无图设计的目标，航空行业的各路精英（指飞机、发动机等专业），纷纷围绕各自的生产目标，开发了多种个性化应用软件（如 C A D 、 C A M 、 C A E 、C A T I A 等），这些软件的开发与应用，促进了航空行业设计的进程，为企业缩短产品开发周期，加速产品推陈出新起了积极作用。

但是由于在应用这些软件进行开发的过程中，没有统一的技术标准作为支持，各企业在开发时，也只注重了企业内部功能的最优化，最多只是在企业内部制定技术标准，而丝毫没有考虑企业在供应链和价值网络中的最佳定位和实现方式。

这种近乎无序化的软件开发和应用，致使各企业煞费苦心开发出来的资源难以在企业间相互流通和利用。

以CAD为例，各企业使用的有基于Linux平台的版本，也有基于Windows和Unix平台的版本，这些不同的版本开发设计出来的作品无法在对反平台上共享。

这不仅使航空行业无图设计的目标至今难以实现，而且还成为制约行业规模化、集成化发展的“瓶颈。

为了突破这一严重阻碍我国航空航天技术和发展的“瓶颈”，结合我自己专业所学习的知识，我有以下几点建议。

1）技术与资源整合相结合。

信息系统应用的目的就是对数据资源的开发和利用，它处于信息化建设的核心地位,对信息资源进行优化整合是信息技术标准化发展的目标。

对于参与航空航天研究的单位和企业来说，要转变为以客户为中心的发展思路, 将眼光放长远，主动与系统内相关单位无缝协作。

另外还要加强系统的优化整合，在原有的信息系统建设的基础上进行升级,提高企业内部信息资源共享能力，并且让信息技术同企业的发展相匹配。

2）认真分析自身业务的需求。

企业应该对航空设备的设计、生产、管理等各环节的业务进行统筹规划,建立总体上的标准化信息技术体系的完善。

不能只实现设计部门内部的标准化，还要做到各个部门之间信息技术的标准化。

拥有标准化信息技术规范的企业会比没有相关标准的企业有更强的竞争力。

这就要求企业做好原信息系统功能的拓展延伸, 使其涵盖生产、管理的各个方面，另外还要搭建好外部信息系统与生产系统链接的桥梁。

从而能够使得整个企业真正成为一个整体。

3）信息技术的标准化还要注意信息的安全问题。

信息系统的安全隐患主要来自于外部的侵袭、内部人员的错误操作两个方面。

对于一家企业来说，信息的损坏丢失会造成无法估计的巨大损失。

对于从事航空航天产业的企业来说，信息系统的安全问题更是不容忽视，因为航空航天领域还涉及到国家的安全问题。

因此，在信息技术的标准化过程中必须将信息系统的安全问题放在十分重要的位置。

在信息技术标准化的过程中必须切实做好以下安全工作：一要制定信息安全的方案、统一的应急处理预案和相关员工的工作标准，有大量的信息系统数据损失是由于员工操作不当造成的；二要配备先进的网络防病毒系统,以实现全系统网络信息安全的集中规范管理；三要建立完备的数据权限机制，对不同员工和企业不同部门所能够接触和修改的信息做出明确的限制，最大限度的保护信息的安全；四要建立完备的数据备份机制,把信息按照重要程度进行分类，其中重要的和实时变化的数据要进行动态管理和备份，万一出现问题能够利用备份维持企业的正常运作。

四、总结
航空航天技术已经成为促进国家经济发展和体现国家科技水平的重要产业。

我
国从建国以来在这一领域取得了一个又一个另世人瞩目的成就，但也井盖看到我们在一些关键领域和世界一流水平仍存在差距。

作为信息技术相关专业的一名学生，我会认真学习专业知识，了解相关动态，在未来用自己的知识为祖国航空航天事业的发展贡献自己的一份力量！
参考文献：
1、俄罗斯航空航天局的遥感数据接收处理传播系统胡永生编译技测绘科技情报46期；
2、发展航空信息技术要先行陈国英孔力国防科技工业2002年9月刊；
3、航空信息技术推行标准化管理的浅析张建国孙燕萍科技创新与产业发展；
4、基于的协同设计环境下产品数据管理Web系统模型研究谢建平于科计算机世界；
5、百度百科航天器；
6、百度百科飞机；
7、百度百科卫星定位系统；
8、百度百科信息技术；
9、百度百科歼击机；。