神舟六号载人飞船“天地通信”系统剖析.doc

神舟六号载人飞船“天地通信”系统剖析 1.1 神舟六号载人飞船 2005年10月17日4时33分，神舟六号载人航天飞船的安全返回，预示着我国航天事业的又一次成功。神六载着两名宇航员正常在轨运行117个小时又32分钟，环绕地球运行77周，为我国的航天事业揭开了新的篇章。神六的成功是我国航天事业实现第二步战略目标开始的标志。其成功发射无论是从经济、政治、技术还是军事方面讲都有伟大的意义，是我们每一个爱国的中华儿女不得不为之高兴的伟大事件。同时也为世界的和平和进步做出了伟大的贡献。 从技术方面讲，测控与天地通信系统在其中起着关键性的作用。它作为神舟系统七大组成部分之一，在神舟六号载人飞船的发射、运行和返回过程中起着不可磨灭的作用。在我国的载人航天工程这一宏伟工程中，通信的地位空前重要起来，因为载人航天工程是一个由成千上万台成套设备构成的天地互联的庞大网络系统，必须构建一个陆海空天一体化的立体通信网，将测控通信系统成千上万台成套设备互联沟通成为一个真正可以实现测量、控制和通信能力的规模庞大的支持保障网络。测控网进行全球布站，使得通信网能保证全球互联，也就是说，载人航天工程的测控需要到哪里，通信就会跟到哪里。 与普通卫星的测控通信相比，载人航天工程有着高实时、高可靠、高覆盖的显著特点。航天测控网在确保完成飞船升空和返回的前提下，还要保证地面测控站每个圈次都能够测控到飞船。 我国的载人航天系统在此次神舟六号的发射过程中采用四船九站搭建起的高效载人航天测控网来对飞船实施控制。我国在神六中的测控系统采取全球布站这一个基本的策略，因为飞船要经过地球的上空运行，光靠我们国内的测控站无法对整个飞船每圈都进行跟踪，要实现每圈都进行跟踪的话，必须进行全球布站。现在我们在三大洋布了四条船，国内有五个测控站，国外还有三个测控站。经过科学的布站能保证飞船在轨运行期间每圈都有可见的测控弧段，每圈都能跟飞船沟通联络。布设在海上的4条远望号远洋测量船和海外的3个陆上测控站，解决了我国国土跨度不足的问题，使飞船测控的覆盖率得到提高，飞船回收时的测控能力也得到加强；布设在国内的东风站、渭南站、青岛站、厦门站和喀什站是固定测控站，和田站是活动测控站，在飞船上升段它们能够做到测控的‘无缝联接’。此外还有一个移动地面站。 由这13个测控站构建起的我国新一代航天测控网除具备常规的跟踪、通信与控制功能外，还具有天地话音、电视图像和高速数据传输能力，既可支持载人飞船、所有的中低轨道卫星测控，也可支持部分同步卫星的测控任务。可以实现载人航天工程测控通信高实时、高可靠、高覆盖的要求。　 作为中国航天测控网的海基部分，四艘船（远望一号、远望二号、远望三号及远望四号分別位于太平洋、大西洋、印度洋等预定海域）在神舟六号飞船载人航太飞行任务中主要担负着飞船入轨段、运行段、返回段和轨道舱留轨初期的海上测控通信任务，其测控通信时间占整个测控通信系统覆盖率的近50％。 天地通信系统中，非常直观的两部分：话音通信和图像通信。是了解任务情况直接效果最好的手段，因而也最为观众关注。四船九站搭建起的高效载人航天测控网是我国目前传输速度最高的通信网，形成了载人航天工程的“神经”网络，把天上地下联成一个有机整体。 天地通话不是通过普通的电话线来完成，而是采用了天地语音通信系统和专用宽带通信系统。需要飞船上的话音设备以及地面上的话音设备，以及天地之间的桥梁的无线之间构成的大道，必须有一个无线电的桥梁把天地联系在一起。在北京飞控大厅右侧的通信机房、数据传输机房等，与不远处办公大楼内的光纤网和分组交换设备联成一体，与设在北京郊外的卫星地面通信站，共同构成了通信枢纽——通过这一枢纽，地面便可与航天员实现天地对话。 当然天地对话的实现，还需要强大的航天测控通信网来支持。而“天地通话”也并不仅仅是简单地用于通话和问候。整个通信系统要完成控制中心、测控站以及航天器之间的信息传输，通过有线和无线信道把航天控制中心与各测控站、航天发射场以及回收区联系起来形成航天测控通信网，同时在载人飞船飞行中还有另外特殊的作用——直接参与飞船整个运行的全过程，是载人航天工程不可分割的重要组成部分。同时由于测控网采用了透明传输的工作模式，使地面与飞船的沟通联系瞬间可连，犹如建起一条天地间的通信高速公路。 　载人飞船升空后，必须依靠完善的测控通信系统与指挥中心随时保持联系，实现从发射、运行到最终返回的全程跟踪与遥控。这其中包括短波、超短波、S波段、C波段等不同频率波段的双向信号传输和数据链，对测控系统的稳定性和覆盖能力要求极高。我国新型航天测控网采用的S波段测控体制具有功能全、体制新、一网多用、规模大、经济效益高五大优势，为神舟飞船遨游太空提供了有力的技术支撑。 为保证话音和图像传输的高质量，采用了先进的压缩编码等技术，同时采用多种手段以