[科学技术]我国航天测控技术的未来发展

中国的太空TT&C系统主要是导弹TT&C系统和卫星观测系统。导弹测控系统建立于20世纪中期，而卫星观测系统的建立略晚于导弹测控系统。经过40多年的发展，我国测控系统的通信技术取得了长足的进步，整体相关技术已进入当今世界先进行列。

空间TT&C网络是测量和控制航天器的专用网络，其主要任务是探测和控制航天器以及与航天器交换数据。目前，我国使用的空间TT&C系统主要包括统一的C波段空间TT&C网络和统一的S波段空间TT&C网络。与此同时，中国正在积极开发建设天基TT&C通信网和深空空 TT&C通信网。

中国航天测控网的主要特点是统一规划、少站高效；各种车载、船载站可根据需要灵活配置使用；大多数测控设备可以用箭头和星星；数据格式和接口标准化。目前，高精度测量带与中精度测控网的交叉使用技术已经实现，可以为航天器在各种轨道上发射提供测控支持。

根据中国航天活动的发展规划，在卫星应用和科学探索领域，将继续发展环境与灾害监测卫星、地球资源探测卫星等一系列探索和通信卫星。空间活动的不断发展给空间测控系统带来了新的挑战和发展机遇。新的测量和控制要求主要表现在以下几个方面:

(1)更高的轨道精度

对于作为近地卫星的地球观测卫星，需要高精度的轨道测量和定位精度，而一些外星探测器类型的卫星需要确定航天器之间的相对位置精度。

(2)更高的数据传输速率

随着地球观测卫星的广泛应用，TT&C网络需要高速数据传输能力，TT&C通信业务的传输速率将超过300兆字节/秒

(3)测控目标更多，测控任务更复杂

随着空间技术的发展，卫星的应用领域不断扩大，未来将有大量的军用卫星和民用卫星发射进入轨道。多颗卫星组成的卫星星座的应用使得在轨卫星数量激增。同时，除了传统的单卫星TT&C任务之外，对多颗卫星的同时TT&C支持以及多颗卫星和星座的在轨运行管理增加了空间TT&C网络的负担和运行复杂性。

(4)更长的测控距离中国仍主要处于探月阶段，但将来肯定会比空更远。长距离会带来巨大的时延，使信号变弱，并限制深空.的数据传输速率这些困难使得测控系统必须尽可能采用最先进的技术，并不断提高通信链路和测控精度。

(5)勘探成本较低

随着空间TT&C网络规模的不断扩大，材料成本和维护成本都非常高，这使得降低空间TT&C任务的总成本成为国际空间领域的一个重要课题。此前，美国有人开发了发射后回收运载火箭的技术，大大节省了一笔资金，是一个很好的研究课题。

在大发展方向上，也有以下几个方向可以探索:

(1)补充和完善适用于小卫星、星座和组网的测控手段

当今世界，小卫星项目非常热门，是航天领域的热门项目，在国内也受到高度重视。也许十年后，中国的小卫星数量将超过中国卫星总数的一半。就目前小卫星测控而言，仍有一些方面需要改进。主要在多卫星TT&C管理和小卫星地面高效综合设备方面，提高TT&C系统的资源利用效率，降低设备运行成本。

目前国内使用的小卫星不多，技术跨度也不大。小卫星的重量、体积、结构设计都差不多，常规的ttc方案还是可以用的。因此，我国近年来发展小卫星TT&C的规划思路应该是以实现TT&C对信息获取小卫星和星座的支持为首要突破口，研究未来大规模小卫星网络的TT&C和管理技术，同时充分发挥现有TT&C网络的作用，避免重复投资。

可以对网络中的部分主站进行适当改造，以适应在轨小卫星，开发移动小卫星所需的地基高效综合测控设备，实现共享互补，提高测控网络的综合性能。

一些现有设备可以相应升级，以满足ccsds推荐的标准，并满足多用户、多数据类型的运行条件。提高整个通信系统的数据传输能力和稳定性，以应对各种情况。

(2)建立空信息资源应用管理网络系统

航天TT&C系统是一个高投入、高回报的项目，但也存在高风险。在今天的形势下，如果能形成一个卫星系统，各种数据资源能够得到整合和综合利用，空间系统资源的利用效率将会大大提高。

中国中继卫星发射后，数据采集和数据传输能力得到提高，所有卫星可以在同一个中心采集数据，提高了工作效率和数据处理能力。中国空资源地面站系统将对获取的信息进行集中管理，按照权限进行打包分发，提高空信息系统获取信息的时间分辨率、目标分辨率和识别能力。这样既可以避免重复投资，又可以充分发挥空间系统和测控网的利用率和效益。

(3)建立和完善空目标监控体系

一个完美的小型卫星系统也可以成为空.的目标监控系统主要技术关键在于目标的精确定位和预测，难点方向在于大气模型的动态监测。它的主要功能是分析和预测一些状态，如轨道参数、环境分析、辐射特性等。通过评估空.之间的情况反馈相应的目标信息

同时，将目标侦察监视系统和人类卫星观测系统与我国航天TT&C网络系统配合，形成一个完整的监视系统，进行系统的统筹规划和有针对性的观测，是十分必要和迫切的。