连通天地的天链一号天宫一号最新消息资料发射时间经济效益

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1、连通天地的天链一号海上的远望系列测量船和陆上的一系列测控站，长期以来一直支撑着中国航天测控任务，为中国数十年来一系列卫星、飞船和探测器的发射与测控立下汗马功劳。在神舟七号出舱活动期间，直播屏幕左上角的滨海、南亚、喀什等文字，分别表示东非肯尼亚的马林迪测控站、南亚巴基斯坦的卡拉奇测控站和中国新疆的喀什测控站。地面测控站/船覆盖率小、投资巨大细心的观众肯定可以看到马林迪站到卡拉奇站之间的停顿，如果观众更关注中国航天的话，更能看到以往历次神舟飞船飞行期间，显示地面测控站覆盖范围的不规则圆区域都很小。由于地球曲率的影响，地面/海上测

2、控站对中低轨道航天器的覆盖范围很小，这种现象在人类航天活动的早期可谓家常便饭，最初人们很自然的想到通过增加陆上、海上测控站和测量飞机来提高测控覆盖率。美苏两强在冷战期间建立了覆盖全球的测控站并拥有大量测量船和测量飞机，但这一系统建设耗资巨大，而且受到地理、政治等各方面因素的影响很多地方无法设置测控站，更不要说要在全球范围内建立完整覆盖的地面测控网，所需测控站数量是惊人的。如对300千米高度的低轨道航天器进行100%的覆盖，理论上需要布设100多个站点均匀分布在地表，这在预算、政治上是不可行的。中国国内共有10个地面测控站、加

3、上3个海外站、还有3艘远望测量船，但这些测控站总共仅能覆盖飞船运行轨道的15%，难以满足载人航天进一步的任务需求。跟踪/数据中继卫星的诞生为了摆脱地球曲率的限制，科幻作家克拉克在1945年就提出了地球同步轨道通信卫星的设想，随着航天技术的进步逐渐得到实现。1963年到1964年美国先后发射3颗试验性静止轨道通信卫星，其中1964年8月19日发射的同步3号卫星获得了完全成功。理论上说3颗静止轨道通信卫星可以实现对全球的通信覆盖，这个得天独厚的优势使得通信卫星产业获得了长足的发展。而早在地球同步轨道通信卫星成功前，人们就在设想使

4、用地球同步轨道卫星中转遥测信号，实现对中低轨道航天器的全面跟踪覆盖。美苏先后研制并发射了跟踪与数据中继卫星，用于提高航天器的测控覆盖率和提高测控网的实时性。1983年美国使用航天飞机发射了世界上第一颗数据中继卫星，开启了航天测控的新纪元。从理论上说，跟踪与数据中继卫星就是一种特殊的通信卫星。类似于通信卫星对地面短波通信的优势，数据中继卫星对基于地面测控站的传统测控体系同样具有压倒性的优势。数据中继卫星的优势表现在测控通信覆盖率高、高度的实时性和优异的经济性。测控/通信覆盖率高中国天链一号01星发射后，神舟七号飞船的测控覆盖率

5、大幅度提高，直观的表现在神舟七号的转播时间更长，一个半小时有将近50分钟可以观察到航天员，测控覆盖率从15%提高到50%。利用3颗左右的中继卫星，可以实现对中低轨道航天器的大部分轨道覆盖，如美国数据中继卫星系统对200~1200千米高度卫星覆盖率85%以上，对12000~20000千米高度卫星覆盖率达到100%。可实时回传数据不仅如此，由于可以通过数据中继卫星实时联系，中低轨道的遥感卫星可以通过数据中继卫星实时回传热点地区和敏感突发事件的侦察信息，提高了反应速度，这种效果是地面测控站网络根本无法实现的。实时回传数据还大大加强

6、了对航天器状态的监控能力，提高了航天器尤其是载人飞船的安全性，这也有利于更好的完成实时性强的任务。建设/维持费用低廉数据中继卫星不仅覆盖率高、实时性好，而且价格尤其是使用维持费用低廉。既没有陆上测控站和海上测量船等为数众多的操作人员，也没有海外陆上测控站易受政治因素影响的问题。中继卫星的使用可以取代大部分的地面测控站的任务，成为航天测控网络的主力，降低测控网的建设运行费用。数据中继卫星堪称航天测控的革命性成果，但中继卫星也具有极大的技术难度。细心的读者可以发现，前面提到第一颗同步轨道通信卫星1964年成功，而第一颗同步轨道中

7、继卫星发射则要等到19年后的1983年。数据中继卫星不同于传统的通信卫星，它必须要解决高速运动的卫星之间的捕获与跟踪，对精度要求极高。实现狭窄波束跟踪由于中继卫星需要高速率传输数据，而且本身位于35800千米高空的静止轨道，为保证通信质量，卫星天线的波束宽度极其狭窄。以美国的数据中继卫星为例，Ku/Ka波段波束宽仅为0.28度，为了有效跟踪中低轨道用户卫星，自动跟踪精度高达0.06度。高增益窄波束天线如何“捕获”用户卫星是数据中继卫星需要解决的首要难题。中继卫星为了与众多中低轨道卫星通信，天线处于复杂的变速运动状态，在转动速

8、度、加速度和角度上都没有规律，天线的机械驱动机构不仅要精度高，而且要求在恶劣工作环境下长时间稳定运行，还要做到体积小功率大，制造难度很大。同样麻烦的还有天线与卫星的振动耦合问题，非线性结构的天线不规律的运动和振动，对卫星本体姿态控制也有很复杂的影响，对卫星控制提出了很大的挑战。中国的天链一