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西安卫星测控中心探秘:硬件不足靠策略

http://www.enorth.com.cn  2007-08-06 19:38
 

 

西安卫星测控中心探秘:硬件不足靠策略
在西安卫星测控中心,专家们正在进行数据处理。

  中国航天测控事业的每一次重大进步,都是一个不朽的传奇。

  1967年6月23日,一支神秘队伍开进秦岭脚下,斩荆棘、搭帐篷,用极为简陋的设备开始仰望星空。

  40载斗转星移,他们从“零”起步,一步步跨向世界之巅;40年艰苦奋斗,他们创造了一个又一个世界瞩目的航天奇迹。

  他们,就是西安卫星测控中心,用智慧和力量在太空谱写传奇的“牧星人”。

  奋进:每一个脚印都闪耀光辉

  航天测控是反映一个国家综合科技实力的重要标志之一。作为当今世界最尖端的领域之一,航天测控涉及天文、天体力学、空间控制技术、电子信息、数值计算等多个尖端学科。

  当发达国家投入极大物力财力争相发展之时,我国却只能以有限投入艰难起步。

  参与中心组建的科技人员回忆,“组建之初,许多人甚至连计算机是什么模样都没见过,一切都要从头学起。几乎每个夜晚,大家埋头苦学到深夜,煤油灯熏得所有人都是红眼睛、黑鼻孔。”

  就在大山脚下几间借来的屋子里,他们编制成了“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,当1970年4月“东方红一号”卫星成功发射后,他们准确预报卫星飞临世界244个城市上空的时间和方位,在太空树起第一座“牧星”里程碑。

  从“牵引”卫星返回地面到将卫星定点于36000公里高空,从控制回收载人飞船到同时管理数十颗卫星,西安卫星测控中心数十载自力更生、奋力拼搏,实现了一个个历史性跨越。

  静谧的太空从来都不像表面上那样平静,辉煌的背后总有鲜为人知的惊心动魄。

  卫星在太空中出现一个微小故障,就有可能导致寿命的终结。而事实是,由于航天事业的高风险,卫星故障时常发生。在一次次突如其来的故障中,西安卫星测控中心从容应对——

  2001年,及时排除太阳能帆板故障,使危在旦夕的某通信卫星重新恢复功能;2002年,奋战六昼夜抢救超期服役的某资源卫星;2003年,某海洋卫星告急,采用紧急测控方案,准确注入指令,使卫星恢复安全状态;2007年,历经60天连续奋战,使某导航试验卫星起死回生……

  “很多卫星的抢救难度之大技术之复杂都是世界之最。”中心主任董德义说,“太空应急处置能力正是我们测控能力的最突出体现之一。”

  伴随着一次次妙手回春化险为夷,伴随着一次次创新突破精测妙控,西安卫星测控中心圆满完成6次“神舟”飞船、100余颗卫星的发射测控、回收和在轨管理任务,为我国航天事业建立起一座座不朽的丰碑。

  跨越:每一个进步都是创举

  美国、俄罗斯等国都是在全球布网,对航天器进行全时段测控,而我国航天测控网覆盖率还不到这些国家的五分之一。

  以远逊于发达国家的资源和设备,达到同等测控能力,这正是航天测控事业的中国特色。

  “从体系到技术、从宏观到微观,无一不需要创新。”中心技术部副总工程师余培军说,“没有任何一本教科书能学到航天测控怎么发展,每一次进步都可以说是一次重大突破。”

  他们创造出独特的航天测控体系,固定站与移动站相结合,卫星测控网、飞船测控网和深空测控网于一体的航天测控网,实现了测控网“以航天器控制语言为基础的中心遥控透明控制模式”。这种新模式,使得只敲动几下键盘,就能在短时间内向卫星发送所需要的指令。

  硬件不足靠软件、靠策略,一直是中心发展进步的法宝。正是因为自主创新,使他们的很多测控解决方法在世界上独一无二。

  他们提出了测控资源最优分配策略与算法,新研制了6大类数百万行测控软件,具备同时支持三个发射场发射的卫星早期测控任务的能力;他们独立研发的精密定轨系统,将定轨精度提高到米级;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;改进卫星姿态算法,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……

  中心的综合测控能力持续攀升,中国的航天测控事业也在持续不断的创新中实现着历史性的跨越。

  追求:只要有梦想就有可能

  1984年,当我国准备发射第一颗地球同步轨道通信卫星时,西安卫星测控中心只有4台晶体管计算机,总内存量不如一台286微机。而发达国家测控这种卫星时,使用的是当时最先进的、运算速度每秒百万次以上的高性能计算机。

  严格说来,当时中国不具备测控这种卫星的能力。然而,科技人员用科学的测控计划、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,满足了通信卫星的测控需求,确保了任务圆满完成。

  不久,国外航天专家到中心参观时,认为中国人一定把设备藏起来了——他们怎么也不相信,复杂测控是由眼前的4台“老古董”完成的。

  这4台被称为“功勋计算机”的故事,一直流传到今天,成为中国航天测控人知难而上创造奇迹的一个缩影。

  如果都等到条件具备才发展,中国的航天测控就无从发展。只要祖国的航天事业提出新需求,测控人就能利用现有条件想方设法实现。

  近年来,中心设备面临的任务成倍增长。他们采用平台化、组件化设计方法,构建了具有高度重组能力,适应多星并行测控的功能分布式测控软件平台,具备了同时执行两颗卫星实时任务和一颗卫星任务准备的能力,具备了40颗以上卫星的长期管理能力,使测控能力再次实现了历史性的跃升。

  回首40年风雨征程,中心党委书记张胜勤深有感触:“今天的成就来之不易,其中重要的一条就是自主创新,以有限资源创造无限可能,不仅是一种经验,更是一种追求,一种精神。”

稿源 新华网 编辑 马欣
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