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“北斗”首次一箭双星发射采访运控系统总师
来源:北斗网 发布时间:2012-05-14

  北斗网讯 记者孙宝忱)2012年4月30日,我国在西昌卫星发射中心采用“一箭双星”的方式成功将两颗“北斗”导航卫星发射升空,这两颗卫星如何加入到导航星座中?这会对“北斗”运行控制系统(以下简称“运控系统”)带来哪些挑战?记者孙宝忱对运控系统总设计师周建华进行了专访。

  记者:对“北斗”运控系统来说,这次两颗卫星同时入网与以往一颗卫星入网有没有什么区别?

  周建华:“北斗”双星同时发射并入网,对其运控系统来说变化不是太大,运控系统是针对整个导航星座设计的,能够同时对星座的所有卫星进行跟踪测量与运行控制。通常情况下,一颗卫星在入网之前,我们会对该卫星的一些物理参数进行评价,对不稳定的参数需要重新标定,标定完成之后卫星才能入网。这次由于是双星发射,尽管就标定技术本身而言没有差异,但是流程上有一点改变,系统软件也作了修改,分别对卫星姿态进行分析,以便确定这两颗星入网时的定轨方案,并优化定轨参数。

  记者:与以往单星入网相比,这次双星入网在时间安排上会不会更长?

  周建华:一般入网流程是在轨测试后的5~10天。如果两颗卫星先后入轨的话,一共得花20天左右的时间。这是不可取的,只能是两颗卫星同时入网。因此,我们围绕5~10天的流程把设备调试好,软件能同时分析两颗卫星的入网过程。只要在两颗卫星入网之前,完成任务的调配,做好轨道参数的优化,标定好系统误差,准备好数据,做到两颗卫星在5~10天入网是不成问题的。

  记者:卫星在入网前必须进行在轨测试,这次的在轨测试会不会比以往的复杂?需要多长时间才能完成在轨测试?

  周建华:两颗卫星的在轨测试与一颗卫星的在轨测试相比,有一定差别。由于地面运控设备不能对两颗卫星同时进行测试,而且中圆轨道(MEO)卫星只有在过境时才能观测,因此在任务的组织和调度方面比以往复杂,工作量较大。目前,计划安排的在轨测试时间是20天,对卫星性能进行综合测试与评价。2007年,发射第一颗MEO卫星尚未构成星座,而这次发射的两颗MEO卫星是在区域组网基础上进行的,其在轨测试和入网还存在一定的不确定性。从这个意义上说,运控设备也是首次正式跟踪测量MEO卫星,在运行控制过程中可能会遇到未曾出现过的问题。

  记者:为了应对运控过程中可能出现的新问题,是否制定了相应的预案,并作了充分准备?

  周建华:目前,“北斗”导航系统已经提供试运行服务,新发射的卫星是在系统运行服务过程中入网,一旦卫星入网时出现问题就会影响整个系统的服务,所以我们制定了几十种预案。若卫星组网过程中性能指标达不到要求,则将其分离出来,按照预案做相应的分析和试验。

  记者:随着组网卫星数量的增加,肯定也会有在轨卫星出现问题的情况,卫星数量越多,出现问题的概率也就越大,为了保证整个星座的正常运行,运控的难度会不会更大?

  周建华:是的。一方面,为了保障导航定位系统性能指标,星座卫星数量是越多越好;另一方面,卫星数量越多,发生故障的可能性越大,运控系统的压力也就越大。例如,卫星在空间环境下会偶然发生单粒子事件,导致卫星无法正常工作,尽管我们事先做好了轨控计划,但却难以预测单粒子事件,当然两颗卫星同时出现单粒子事件的概率很小。另外,当卫星进入地影期间时,对其的运控策略也会有一些改变,这需要采取特殊的运行控制策略。

  记者:对目前的“北斗”导航星座来说,这次发射的MEO卫星是首次入网,这对星座本身有何意义?

  周建华:MEO卫星运动的覆盖面更大,今年将发射入网4颗MEO卫星,卫星数量相对较少,尚不能主导区域导航系统整体性提升,其目的在于向全球导航系统过渡,这是有意义的。当然,在MEO卫星过境期间,用户导航定位精度将有一定程度提高。当星座MEO卫星数量达到8颗时,其区域覆盖性能将会有明显改善,确保实时有一颗以上MEO卫星过境。

  记者:未来我国大运载研发成功之后,可能实现一箭多星发射,运控系统是否能做到更多卫星同时组网?

  周建华:运控系统在实现多颗卫星同时组网方面是没有问题的。在“北斗”地面运控系统研发阶段,就首先考虑到了这一点,将同时对多颗卫星复杂系统的控制与管理作为一项关键技术进行了攻关研究。目前,我们已经具备这方面的能力,不存在技术瓶颈问题。当然,在具体实施过程中,还要针对一些细节问题,采取相应措施,以确保多星同时组网任务顺利完成。

编辑:陈飚