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远望二号测量船成功开拓海上测控技术新领域(1)
http://military.china.com 2004-12-29 08:57:00 解放军报 【大 中 小】

　　
　　- 刘海燕 本报特约记者 刘冰 本报记者 陆荣军 / 文

　　《解放军报》2004年12月29日报道 从上个世纪80年代“远望”二号船首次远航太平洋开始，我国航天测控网从陆地延伸到海上。

　　在攀登海上测控科研高峰的征途中，“远望”二号船上的科技人员，瞄准世界测控科技前沿，不断提高海上测控精度，攻克了种种技术难题，成功地实现了我国海上卫星测控从测量到控制的历史性跨越。

　　-攻克“姿章联控”

　　情景回放：1997年4月，我国“风云”二号卫星发射，上级要求“远望”二号船对“风云”二号卫星进行两次姿态控制，控制到远地点发动机点火姿态5度之内。同时进行转速控制，要从每分钟29转控制到43转。在对卫星姿态进行控制的同时，还要对卫星的章动进行控制，即所谓的“姿章联控”，这种控制将达800多次。为此，“远望”二号船组织了上百次星地大回路演练。第一条指令发出去，卫星返回信息，显示屏幕上出现了“正确”二字，接着出现“执行”二字。一条条指令又发往太空。“远望”二号船这次控制“风云”二号卫星的精确度令人惊讶：上级要求控制到离点火姿态的角度还差5度，实际控制离目标姿态还差4.995度；上级要求转速精度正负误差不超过一转，实际控制达到误差不足一转。这表明“远望”二号船已准确无误地完成了对卫星实施测轨定姿、卫星加旋、姿态和章动联合控制等一系列复杂、高难度的遥控动作，从而填补了该项技术在我国的空白。

　　专家解读：“姿章联控”是一种特殊的卫星姿态控制方式。为更好地理解这个概念，“远望”二号船总工程师施宇星首先介绍了陀螺的特性：陀螺开始转动后，对它稍微扰动一下，陀螺很快就能恢复到原来的状态，这叫定轴性；陀螺倾斜后，它除了绕自己原来的轴转动以外，还开始“跳起了舞蹈”，我们称之为进动性；陀螺在“跳舞”的同时，它的顶部似乎还在做着其他运动，这就是章动性。章动，拉丁语的意思就是点头，陀螺在做进动的同时，它的顶部还在做着“点头”运动，因此这种运动就被称为章动。

　　卫星在自旋过程中也会产生章动发散。章动发散对卫星是危险的，当卫星章动角超过一定范围，卫星的测控天线就无法对准地球，地面也就失去了对卫星的控制。因此，测控系统在对卫星实施姿态控制的同时，必须对卫星实施姿态和章动联合控制，简称“姿章联控”。

　　-降伏“时码幽灵”

　　情景回放：“快看！时码停了！”听到一声惊呼，查志平心里陡然一紧，赶紧起身往遥测解调机柜跑去。

　　本来应该最准时的时码器静静地停在“06:00:41:35”上，一动也不动。大家一直担心的“时码幽灵”又出现了！形势十分危急，如果处理不好，就会造成遥测数据错误，最终影响“神舟”四号海上测控任务的圆满完成。

　　“时码幽灵”这个故障曾出现过多次，但由于它出现没有规律，间隔时间特别长，现象持续时间短，所以被称为“时码幽灵”。它的首次出现是在“神舟”二号任务准备中。当时，技术人员邵振国无意中发现：时码停止了约3秒钟后又恢复正常。但大家连续观察了很久，这种情况没有再次出现。

　　令人不安的事情相继发生。某型时码器由于本身故障，发生了停秒和乱秒的现象，而且该故障和“时码幽灵”故障有很大的相似性。有时，“时码幽灵”会显现出多变的本领：首先是停秒，四套时码器一齐突然停住；频率增加，1小时出现五六次。还有就是乱秒，在停秒前突然出现乱码显示，然后停止在乱码上，几秒种后又恢复正常。

　　现在，“时码幽灵”终于再次现身！查志平、卢强在组长徐贵斌的带领下，按照预先制订的应急预案进行检查。他们很快便将故障定位在时码分路器上，仅用34分钟，就将这个“幽灵”降伏，它的庐山真面目被彻底揭开。原来，给分路驱动芯片供电的稳压管在长时间工作或温度过高后会出现输出电压不稳，从而导致停秒、乱秒现象的发生。

　　专家解读：时码就是时间码信号，用来表达具体的时间。测量船在遥测中，向测控中心送出的每一帧数据中都有当时的时码数据，用来标志该帧遥测数据的时间。如果时码器发生故障，会造成遥测数据错乱，从而影响对飞船的控制，情况严重时还可能导致测控失败。

　　-首创人工判读法

　　情景回放：在执行“神舟”三号飞船海上测控任务中，“远望”二号船经过十几天连续航行，到达新西兰海域进行设备加电检测时，经纬仪系统出现了故障。经过仔细排查，故障基本确定：摄像机性能下降和器件的电子线路老化导致信号噪声过大，处理系统不能正常提取目标。这个故障在船离码头的情况下是无法进行排除的。怎么办?这时刘新民想到了由老组长张同双最早提出的“人工判读法”。但该方法还未在大型的试验任务中采用过。刘新民在最短时间内设计了可行性方案，进一步完善了人工判读法，使之成为经纬仪电视自动判读的有效补充。经过多次实践检验，证明其具有很好的实用价值。

　　专家解读：在测量船上，激光电视经纬仪的作用是动态测星和提供高精度的航向差。海上测控，由于受诸如天气、仪器灵敏度、信号处理、光谱限制等因素影响，往往无法获取良好的目标对比度。人工判读法，就是利用经纬仪测星原理和长期工作实践经验总结出的一种方法，它能在电视系统无法自动录取有效测星数据时，测出星体在监视画面上的位置。

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