飞控专家解读中心轨控过程预报和监视技术

2016-08-05    来源:中国军网

远征1A上面级遨游太空已达十几个小时,完成的两次轨道控制均是自主进行,而且轨控过程与地面没有交互。那么地面科技人员是如何判断变轨效果是否符合预期,又是怎样引导测站紧密跟踪飞行器的呢?他们面临什么困难和挑战呢?

带着这些疑问,记者走进了北京航天飞行控制中心轨道技术保障机房。在这里,中心轨道专家李革非研究员为我们一一解开了谜团。

最大的困难是“变”

看《西游记》时,孙悟空最牛的本领之一就是72般变化。一个“变”字,引多少“猴粉”竞折腰。然而,对飞控中心的轨道专家们来说,“变”却成了一个让人头疼的事情。

“变状态”,这次任务上面级是全自主控制模式,何时变轨、发动机开机多长、变轨量多大,全部自己决定。跟以前由地面人为控制变轨,可以进行天地交互和轨道修正的状态完全不同,科技人员失去了主动权,掌控任务状态变得更加困难。

“变推力”,这次任务上面级发动机为变推力发动机,每一次轨道控制发动机的推力都是时刻变化的,导致地面的轨道计算和预报变得更加复杂。

“变目标”,这次任务上面级搭载载荷多,致使北京中心控制目标相对之前任务大大增多,每次轨道控制的目标都有所不同,且每个受控目标参数也各有不同。

最亮的看点是“姿”

如果 “变”是让李革非觉得头疼的一件事,那么聊起“姿”的问题时,李革非的眼睛瞬间亮了起来,这是一个能让她滔滔不绝的事儿。

“姿”这里是指上面级的姿态。与以往我国飞行器在太空只有“三轴对地”“对日定向”等寥寥几个姿态不同,远征1A上面级这一次可谓是舞姿曼妙。李革非告诉记者,这次任务中,上面级共有近20个飞行阶段,10多个特征事件。在不同的飞行阶段和特征事件里,飞行器都可能有不同的飞行姿态。她初步统计的结果是5类20多种。姿态如此之多,要想都一一精准预示出来,可不是一件容易事。仅在轨试验段,她就实现了8个载荷不同姿态分离、27次制导事件地面的全部实现。

可能有人会问:既然姿态这么复杂,既然上面级都如此智能,地面干嘛还非要预示它的姿态?

李革非尽量用“门外汉”容易理解的语言给记者解释说:“不进行姿态预示,就不能知道发动机冲哪个方向点火,就不能知道上面级的天线指向哪里,从而也就不可能预报和监视轨控过程!”

如此麻烦,又如此重要,北京中心究竟该怎么对付呢?

没关系,李革非和她的团队创新发明了“基于飞行阶段划分、特征事件驱动和姿态模式处理的上面级姿态制导预示技术”。

听起来很拗口吧!事实上,整个计算过程确实非常复杂,光模型参数就写了几千行。然而,最终操作起来却非常简单,李革非设置好各项参数后,一键就输出形成了直观的姿态预示图和结果分析报告。

最牛的结果是“准”

就像衣服再华丽,不合身终是无用一样,北京中心的轨控过程预报和监视技术应用效果究竟如何?如果不好用的话,即使描绘得再“高大上”也终是废话连篇。

让人点赞的是,北京中心再次用事实证明了自身的实力。

从任务前的无数次联试演练统计结果看,中心的轨控预示结果与理论值比对一致,就像我们自己设计制作了一个制导系统。从任务中两次自主轨道控制的结果看,中心的轨控预示与实际结果也并无二致。

因为精准,所以航天科技人员们虽身在地面,通过计算机就能及时准确的判断上面级自主轨控结果和飞行状态,从而为任务组织决策奠定坚实基础。

因为精准,所以陆、海、地三基测控资源才能及时准确捕获上面级的信号,实施一系列测控跟踪任务。

因为精准,飞行器虽远在九天外,我们却能如臂使指,精测妙控,引领它们助推中国的航天梦飞的更高更远。

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