飛控專家解讀中心軌控過程預報和監視技術

來源︰中國軍網作者︰姜寧 祁登峰責任編輯︰陳婕
2016-06-27 14:44

遠征1A上面級遨游太空已達十幾個小時,完成的兩次軌道控制均是自主進行,而且軌控過程與地面沒有交互。那麼地面科技人員是如何判斷變軌效果是否符合預期,又是怎樣引導測站緊密跟蹤飛行器的呢?他們面臨什麼困難和挑戰呢?

帶著這些疑問,記者走進了北京航天飛行控制中心軌道技術保障機房。在這里,中心軌道專家李革非研究員為我們一一解開了謎團。

最大的困難是“變”

看《西游記》時,孫悟空最牛的本領之一就是72般變化。一個“變”字,引多少“猴粉”競折腰。然而,對飛控中心的軌道專家們來說,“變”卻成了一個讓人頭疼的事情。

“變狀態”,這次任務上面級是全自主控制模式,何時變軌、發動機開機多長、變軌量多大,全部自己決定。跟以前由地面人為控制變軌,可以進行天地交互和軌道修正的狀態完全不同,科技人員失去了主動權,掌控任務狀態變得更加困難。

“變推力”,這次任務上面級發動機為變推力發動機,每一次軌道控制發動機的推力都是時刻變化的,導致地面的軌道計算和預報變得更加復雜。

“變目標”,這次任務上面級搭載載荷多,致使北京中心控制目標相對之前任務大大增多,每次軌道控制的目標都有所不同,且每個受控目標參數也各有不同。

最亮的看點是“姿”

如果 “變”是讓李革非覺得頭疼的一件事,那麼聊起“姿”的問題時,李革非的眼楮瞬間亮了起來,這是一個能讓她滔滔不絕的事兒。

“姿”這里是指上面級的姿態。與以往我國飛行器在太空只有“三軸對地”“對日定向”等寥寥幾個姿態不同,遠征1A上面級這一次可謂是舞姿曼妙。李革非告訴記者,這次任務中,上面級共有近20個飛行階段,10多個特征事件。在不同的飛行階段和特征事件里,飛行器都可能有不同的飛行姿態。她初步統計的結果是5類20多種。姿態如此之多,要想都一一精準預示出來,可不是一件容易事。僅在軌試驗段,她就實現了8個載荷不同姿態分離、27次制導事件地面的全部實現。

可能有人會問︰既然姿態這麼復雜,既然上面級都如此智能,地面干嘛還非要預示它的姿態?

李革非盡量用“門外漢”容易理解的語言給記者解釋說︰“不進行姿態預示,就不能知道發動機沖哪個方向點火,就不能知道上面級的天線指向哪里,從而也就不可能預報和監視軌控過程!”

如此麻煩,又如此重要,北京中心究竟該怎麼對付呢?

沒關系,李革非和她的團隊創新發明了“基于飛行階段劃分、特征事件驅動和姿態模式處理的上面級姿態制導預示技術”。

听起來很拗口吧!事實上,整個計算過程確實非常復雜,光模型參數就寫了幾千行。然而,最終操作起來卻非常簡單,李革非設置好各項參數後,一鍵就輸出形成了直觀的姿態預示圖和結果分析報告。

最牛的結果是“準”

就像衣服再華麗,不合身終是無用一樣,北京中心的軌控過程預報和監視技術應用效果究竟如何?如果不好用的話,即使描繪得再“高大上”也終是廢話連篇。

讓人點贊的是,北京中心再次用事實證明了自身的實力。

從任務前的無數次聯試演練統計結果看,中心的軌控預示結果與理論值比對一致,就像我們自己設計制作了一個制導系統。從任務中兩次自主軌道控制的結果看,中心的軌控預示與實際結果也並無二致。

因為精準,所以航天科技人員們雖身在地面,通過計算機就能及時準確的判斷上面級自主軌控結果和飛行狀態,從而為任務組織決策奠定堅實基礎。

因為精準,所以陸、海、地三基測控資源才能及時準確捕獲上面級的信號,實施一系列測控跟蹤任務。

因為精準,飛行器雖遠在九天外,我們卻能如臂使指,精測妙控,引領它們助推中國的航天夢飛的更高更遠。

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