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中国让太空失控卫星起死回生创奇迹
世界科技报道 ( 日期:2007-08-08 13:47)

  来源:科技日报   

  他们自主创新提出了测控资源最优分配策略与算法,建成了我国第一个测控网多任务管理中心,实现了测控资源的统一分配和测控设备的远程监控,测控设备切换时间从40分钟缩短到8分钟,测控网使用效率提高1倍以上。在卫星抢救过程中,他们及时调度参试设备,增加了测控覆盖率,保证了每天8至12圈次的测控弧段,为抢救工作提供了有力的技术支持平台。

  他们利用新的研究成果,对中心的体系结构进行了调整、扩充及改造,新研制了6大类数百万行测控软件,具备同时支持3个发射场发射的卫星早期测控任务的能力,满足40颗以上在轨卫星的长期管理需求,航天测控技术步入世界先进水平。

  他们独立研发的精密定轨系统,融合了国际先进的大气密度模型,能综合应用各类测量数据,将定轨精度提高到米级。建立了近地轨道周期变率预测模型,成功应用于返回卫星的回收控制。

  他们自主创新的超同步转移轨道卫星四次变轨技术、同步卫星双星共位技术和高精度位置保持技术,有效节省了卫星燃料、延长了卫星寿命,使轨道控制精度由数百米提高到几十米,实现了我国同步卫星测量与控制技术的跨越式发展。

  他们改进了用于确定自旋卫星姿态的算法,将转移轨道段姿态确定的时间由1小时缩短到30分钟,将同步轨道段定姿精度提高到0.03度以内,使定姿精度达到国际先进水平,提高了气象卫星和探测卫星的应用效能。

  这一系列航天测控核心技术的突破,满足了我国航天事业不断发展的需要。

  看不见的丰碑在这里树起

  航天测控是航天工程的重要组成部分。它通过测控网,对航天器进行跟踪、测量和控制;是反映一个国家综合科技实力的重要标志之一。

  我国的航天测控,由于受到诸多条件限制,测控网覆盖率还不到发达国家的五分之一。在我们起步时,他们已远远走在了前面。不在同一起跑线上还想超越,那是何等地艰难!

  最初的卫星测控中心,是伴随我国第一颗人造地球卫星发射而组建起来的。当时大多数科技人员对航天测控知识知之甚少。世界科技报道[tech.icxo.com]消息:轨道计算、软件设计都要从头学起。就在这种条件下,他们勇于拼搏,刻苦攻关,经过一年多努力奋斗,终于编制成“东方红一号”卫星轨道计算、轨道预报、数据处理等一整套测控方案。1970年4月24日,我国第一颗卫星成功发射后,他们准确预报了卫星飞临世界244个城市上空的时间和方位。

  1975年,我国发射返回式卫星。送卫星上天不易,让卫星返回更难。当时,只有前苏联和美国掌握了卫星回收技术,而且是经过多次失败后才取得成功的。我国能否首战告捷,航天测控十分关键。这时,一个意外的难题出现了。由于运载火箭推力等因素的限制,我国第一颗返回式卫星的轨道倾角设定在63度。而传统的卫星轨道计算公式存在一个63.4度的“临界倾角”奇点问题:即卫星轨道面与赤道面的夹角处于63.4度时,运算公式中的分母就是“0”,导致无法计算。

  63和63.4,太接近了!卫星发射一旦出现入轨偏差,接近“临界倾角”,卫星的运行轨道就无法计算,或计算时出现很大误差,卫星就不能准确回收。怎么办?中心轨道室科技人员经过反复讨论研究,认为既然卫星的轨道倾角无法改变,那就改变计算方法。于是,他们夜以继日,反复推导、分析、计算,终于在卫星发射前,找到新的轨道计算方案,避开了“临界倾角”这个难题。

  1984年,我国发射第一颗地球同步轨道通信卫星。测控这种卫星的技术十分复杂,而且需要高性能计算机。美国等发达国家测控这种卫星时,用的是运算速度每秒百万次以上的高性能计算机。而西安卫星测控中心那时只有4台晶体管计算机,加在一起运算速度也只有几十万次/秒,总内存量不如一台286微机。严格说,这种设备不具备执行任务能力。但他们用软件弥补硬件的不足,即用科学的测控计划、灵巧的总联程序、精细的软件设计,来弥补计算机处理速度不够和内存不足的缺陷。经过反复试验,他们通过4台计算机并联,应用新的测控方案和测控软件,确保了测控任务的圆满完成。不久,国外航天专家到中心参观,看到这4台落后的计算机,怎么也不相信,用这样的设备能实现对通信卫星的测控,认为中心把先进的计算机藏起来了。许多年后,人们还忘不了这件事,称赞这4台计算机为“功勋计算机”。 tech.icxo.com

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