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神舟十一号升空:“天链一号”成为幕后功臣

2016-10-18 12:06
野明月
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  所以,数据中继卫星可以称得上是当今技术含量最高的通讯卫星。我国在去年完成第一代“天链一号”数据中继卫星体系的建设,今年进行“太空授课”实则是对自己航天测控实力的一次展示。

  更为重要的是,天链一号的作用并不仅限于为神舟、天宫服务,它还可以为中低轨道的各类民用遥感卫星、军用侦察卫星提供测控、数据中继服务,对国民经济、国防建设均有巨大的促进作用。

  关于中继卫星

  跟踪与数据中继卫星系统(简称中继卫星),是为中、低轨道的航天器与航天器之间、航天器与地面站之间提供数据中继、连续跟踪与轨适测控服务的系统,简称中继系统。跟踪与数据中继卫星系统是20世纪航天测控通信技术的重大突破。其“天基”设计思想,从根本上解决了测控、通信的高覆盖率问题,同时还解决了高速数传和多目标测控通信等技术难题,并具有很高的经济效益。该系统使航天测控通信技术发生了革命性的变化,目前还在继续向前发展,不断地拓宽自己的应用领域。现在,美国与俄罗斯两国的跟踪与数据中继卫星系统均已进入应用阶段,正在发展后续系统;欧空局 和日本在这类卫星的发展中采用了新的思路和技术途径。我国正在积极推进研究跟踪与数据卫星系统,用于转发地球站对中低轨道航天器的跟踪测控信号和中继航天器发回地面信息的地球静止通信卫星。

  受高频段电波的直线传播特性和地球曲率的影响,使地面测控站跟踪中、低轨道航天器的轨道弧段和通信时间受到限制。跟踪与数据中继卫星的作用,相当于把地面的测控站升高到了地球静止卫星轨道高度,可居高临下地观测到在近地空间内运行的大部分航天器。一颗卫星就能观测到大部分在近地空域内飞行的航天器,两颗卫星组网就能基本上覆盖整个中、低轨道的空域。因此由目前3颗卫星和一个测控站所组成的跟踪和数据中继卫星系统,可以取代配置在世界各地由许多测控站构成的航天测控网。

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  中继卫星的主要用途

  ① 跟踪、测定中低轨道卫星:为了尽可能多地覆盖地球表面和获得较高的地面分辨能力,许多卫星采用倾角大、高度低的轨道。跟踪和数据中继卫星几乎能对中、低轨道卫星进行连续跟踪,通过转发它们与测控站之间的测距和多普勒频移信息实现对这些卫星轨道的精确测定。

  ② 为对地观测卫星实时转发遥感、遥测数据:气象、海洋、测地和资源等对地观测卫星在飞经未设地球站的上空时,把遥感、遥测信息暂时存贮在记录器里,而在飞经地球站时再转发。这种跟踪中继卫星(15张)和数据中继卫星能实时地把大量的遥感和遥测数据转发回地面。

  ③ 承担航天飞机和载人飞船的通信和数据传输中继业务:地面上的航天测控网(见航天测控和数据采集网)平均仅能覆盖15%的近地轨道,航天员与地面上的航天控制中心直接通话和实时传输数据的时间有限。两颗适当配置的跟踪和数据中继卫星能使航天飞机和载人飞船在全部飞行的85%时间内保持与地面联系。

  ④ 满足军事特殊需要:以往各类军用的通信、导航、气象、侦察、监视和预警等卫星的地面航天控制中心,常须通过一系列地球站和民用通信网进行跟踪、测控和数据传输。跟踪和数据中继卫星可以摆脱对绝大多数地球站的依赖,而自成一独立的专用系统,更有效地为军事服务。

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