第1个回答 2020-11-06
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。航天测控网由多个测控站、测控中心和通信系统构成。
中文名
航天测控网
外文名
space instrumentation and command network
作用
监测监控
快速
导航
组成
系统特点
工作原理
发展途径
主要内容
相关类别
重要性
基本介绍
航天测控网是“航天测量控制与数据采集网”的简称，由航天测控中心和分布在全国或全球的若干个航天测控站组成，其任务是对航天器进行跟踪测量，控制航天器的运行并保证它功能正常。
中国航天测控网从1967年开始建设，已建成包括北京、西安、酒泉测控中心、多个地面测量站及海上测量船队在内的、功能完善的测控系统，先后完成了我国多种卫星和10次“神舟”无人飞船的测控任务，还为多颗商用卫星提供了测控支持。
我国航天测控网立足本国国情，通过优化测控站、船的布局，确保航天器在上升段、变轨段、返回制动段、分离段等关键飞行段落的测控支持，规模适当、布局合理。[1]
航天测控网：aerospace tracking,telemetry and command network对运载火箭和航天器进行跟踪、测量和控制的专用网络系统。一般由航天指挥控制中心和若干测控站（含测量船、测量飞机、跟踪与数据中继卫星）及测控通信系统组成。航天测控网具有对运载火箭和航天器进行跟踪测量、遥测、遥控、数传等功能。工作内容主要包括：跟踪测量航天器，确定其运行轨道;接收、处理航天器的遥测数据（含平台和有效载荷遥测、图像信息等），监视其工作状况;依据航天器的工作状态和任务，控制航天器的姿态、运行轨道;接收和分发有效载荷数据;实时提供航天器的遥测信息、运行轨道和姿态等数据，接收故障仿真数据，并形成故障处理对策;与载人航天器上的航天员进行通信联络。航天测控网的主要技术指标包括测量精度、测控覆盖率、天地数据传输速率、多任务支持能力等。
组成
航天测控网是指对运行中的航天器（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。
航天测控网包括以下几个方面：跟踪测量系统：跟踪航天器，测定其弹道或轨道；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；
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；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；
时间统一系统：为整个测控系统提供标准时刻和时标；
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；
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……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。
系统特点
规模适当，布局合理，以较少的投入获得了较大的效益。这是航天测控网的鲜明特色。
航天测控网
为满足载人航天的基本要求，航天测控网建立了网络管理中心，对测控网进行集中监控，并负责测控资源的动态优化配置，实现了对陆上、海上所有13个测控站的联网和统一管理调度。
航天测控网可对火箭、各种轨道卫星和载人飞船等航天器提供高精度测控支持服务，实现了“飞向太空、返回地面、同步定点、一网多星、国际兼容、飞船回收”六大历史性跨越。
航天测控网不仅轨道测算精度高，而且具备天地话音、电视图像和高速数据传输等能力。测控中心的专家组可根据各测控站传来的信息，研究决策并直接向航天器发送指令，实现了对航天器的"透明"控制，大大强化了监控能力，特别是提高了在应急情况下的测控能力。能充分利用有限的国土跨度和其他资源，通过优化测控站、船布局，确保航天器在上升段、变轨段、返回制动段、分离段等关键飞行段落的测控支持。
工作原理
统一S波段（USB）航天测控网是指使用S波段的微波统一测控系统。这里的微波统一测控系统是指利用公共射频信道，将航天器的跟踪测轨、遥测、遥控和天地通信等功能合成一体的无线电测控系统。
航天测控网
微波统一系统的基本工作原理是：将各种信息先分别调制在不同频率的副载波上﹐然后相加共同调制到一个载波上发出；在接收端先对载波解调﹐然后用不同频率的滤波器将各副载波分开：解调各副载信号使得到发送时的原始信息。微波统一测控系统一般由天线跟踪/角测量系统、发射系统、接收系统、遥测终端、遥控终端、测距/测速终端、时/频终端、监控系统、远程监控或数据传输设备以及其它附属设备组成。
统一S波段（USB）航天测控网最早是在20世纪60年代美国在执行阿波罗登月计划时首先使用的。60年代初，美国在执行水星号和双子星号载人航天任务时，由于使用了多种频段的设备分别进行不同的工作﹐结果飞船上天线多﹑重量大﹑可靠性差﹐而且地球上也相应设置了十分复杂的设备。为了改变这种情况，美国国家航空航天局提出采用统一S波段（2000～4000兆赫）系统作为阿波罗登月计划的地面保障系统，并在60年代中期建成了以统一S波段为主体的跟踪测控网，从而使航天测控从单一功能分散体制改进为综合多功能体制。
发展途径
我国先后建成了超短波近地卫星测控网、 频段卫星测控网和 频段航天测控网， 可为中低轨、地球同步轨道等多种航天器提供测控支持，圆满完成了各次航天飞行的测控任务。
通过软硬多种措施，提高测控网的测量精度
测控网的测量精度主要取决于目标的观察值精度和定轨方法。 为提高目标的观察值精度，除对当前测控设备采用高精度标较 （ 如卫星标较）等手段降低设备误差外，应考虑以下措施。
利用差分定位
在飞行器上安装接收机，在地面建设差分网（或利用已有的差分站）和数据处理设施。 目前，我国星上接收机技术已基本成熟。 载人飞船第一次飞行试验中采用了GPS定位。1996年10月在某卫星上初次进行了搭载试验，在事后进行了精度鉴定。 其非差分轨道确定精度为：定位约20m，速度约0.05m。
激光测距手段
利用中科院上海天文台、北京天文台、云南天文台等现有的激光测距系统，或新建激光测距系统，在飞行器上安装激光合作目标。 单次测距精度可达厘米量级。 该方法在欧洲ERS-1卫星中得到成功利用，定轨精度达2m。