雷 厲,胡建平,朱勤專

(中國西南電子技術(shù)研究所,成都 610036)

1 引 言

飛行器測控通信技術(shù)屬于集雷達(dá)、通信、導(dǎo)航、自動控制、計算機及網(wǎng)絡(luò)等學(xué)科的綜合應(yīng)用技術(shù),用于實現(xiàn)對飛行器的跟蹤測軌(外測)、遙測(內(nèi)測)、遙控和信息傳輸。飛行器測控系統(tǒng)始于對火箭的靶場測量,隨著技術(shù)的進(jìn)步和應(yīng)用的擴展,測控系統(tǒng)在跟蹤測軌、遙測和遙控的基礎(chǔ)上兼容了信息傳輸功能,因此又叫“測控通信系統(tǒng)”或“測控與信息傳輸系統(tǒng)”。

在國際上,經(jīng)過70多年的發(fā)展,測控系統(tǒng)的體制從“分離”過渡到了“統(tǒng)一載波”[1];信號形式從常規(guī)到擴頻;承載平臺從陸基、?；l(fā)展到天基;應(yīng)用模式從單站到多站組網(wǎng)工作;服務(wù)目標(biāo)對象從導(dǎo)彈、運載火箭、航天器到無人機、臨近空間飛行器,以及跨界的空天飛機;同時服務(wù)的目標(biāo)數(shù)量從單個到多個目標(biāo);用途從軍用到民用和科學(xué)探索;作用距離從航空高度到遙遠(yuǎn)的深空。

在未來一段時期,飛行器的種類和數(shù)目將持續(xù)增加,任務(wù)操作越來越復(fù)雜,這不僅需要繼續(xù)提高測控通信能力,擴大服務(wù)范圍,還需要研究和建立性能良好、安全可靠、可靈活重構(gòu)、開放互聯(lián)、支持互操作的,面向航天器、航天靶場、臨近空間飛行器、無人機的天空地一體化測控通信體系,以實現(xiàn)測控資源的綜合利用和統(tǒng)一管理。

2 未來測控通信任務(wù)需求

根據(jù)可能的任務(wù)需求和技術(shù)發(fā)展趨勢,未來20年對測控通信系統(tǒng)的要求可以歸納如下。

(1)“高”

高覆蓋:載人空間站、載人登月、深空探測、高超音速臨近空間飛行器等要求測控通信覆蓋率越高越好,甚至達(dá)到地球或其它星體表面的100%。

高精度:共位同步衛(wèi)星的位置精度要求達(dá)到米級;近地軌道衛(wèi)星的位置精度要求達(dá)到30 cm;編隊飛行衛(wèi)星的相對位置測量精度要求達(dá)到納米級,相對速度測量精度要求達(dá)到每秒微米級;月球和深空探測的測速精度要求為0.001mm/s,測距精度要求為1 m。采用差分單向測距(Δ DOR)時延可達(dá)0.5 ns(相當(dāng)于15 nrad)的精度,引入脈塞時頻系統(tǒng)和同波束干涉(SBI)技術(shù)進(jìn)一步可達(dá)5 nrad。

高頻段:為滿足日益增長的數(shù)傳容量、測量精度、抗干擾和減小“黑障”影響等要求,星地鏈路將向Ka頻段轉(zhuǎn)移,空間鏈路將使用V頻段和光學(xué)頻段。

高速率:中繼衛(wèi)星、月球探測、火星探測、臨近空間站的數(shù)傳速率要求達(dá)到1～20 Gbit/s。

高安全防護(hù)能力:為了應(yīng)對未來空間威脅和日益復(fù)雜的電磁環(huán)境,測控系統(tǒng)需要進(jìn)一步提升安全防護(hù)和自我生存能力。

(2)“遠(yuǎn)”

高超音速臨近空間飛行器的航程將達(dá)半個地球表面;火星探測的最遠(yuǎn)距離達(dá)到4×108km。

(3)“快”

速度快:高超音速臨近空間飛行器飛行速度將達(dá)到20 Mach以上,將要求解決極快速度捕獲和“黑障”效應(yīng)問題。

響應(yīng)快:航天靶場要求支持快速響應(yīng)發(fā)射;應(yīng)急測控要求測控設(shè)備以最快的速度完成任務(wù)準(zhǔn)備。

(4)“多”

多目標(biāo)同時測控:星座、星群、編隊飛行、無人機群等要求同時多目標(biāo)測控通信。

多飛行器組網(wǎng):多個飛行器構(gòu)成無線自組織網(wǎng)絡(luò),可以提高性價比。

多種測控手段綜合運用:無線電跟蹤測量、跟蹤與中繼、全球衛(wèi)星定位、脈沖星X射線導(dǎo)航、相對導(dǎo)航等手段的綜合運用,可以取長補短,滿足多樣性任務(wù)要求。

(5)“通”

通用化開放式系統(tǒng)結(jié)構(gòu):按層次劃分系統(tǒng)結(jié)構(gòu),各層次間采用標(biāo)準(zhǔn)的接口。以方便不同系統(tǒng)之間的互聯(lián)、互通和互操作;硬件和軟件的移植和重用;系統(tǒng)功能的增強和擴充;提高系統(tǒng)的冗余和重構(gòu)能力。

(6)“軟”

軟件無線電:在具有開放性、標(biāo)準(zhǔn)化的通用硬件平臺上,通過基于開放式系統(tǒng)互連的分層軟件體系,實現(xiàn)多功能綜合的測控基帶、數(shù)傳基帶和應(yīng)答機。

(7)“網(wǎng)”

網(wǎng)絡(luò)化測控通信體系:未來需采用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)天基、空基和地基測控通信資源的綜合利用。

(8)“省”

省投入:建立多波束測控站;盡量使用天基測控資源、采用多飛行器組網(wǎng)等可減少地基站的數(shù)量。

省維護(hù)成本:用戶要求提供遠(yuǎn)程診斷、維護(hù)能力。

3 未來測控通信系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)

在未來20年左右的時間內(nèi),航天器、航天靶場、臨近空間、無人機四大應(yīng)用領(lǐng)域的飛行器測控通信系統(tǒng)將在現(xiàn)有基礎(chǔ)上,通過各自性能提高、手段完善、網(wǎng)絡(luò)化演進(jìn)等歷程,最終統(tǒng)一為天空地一體化測控通信網(wǎng),以實現(xiàn)測控通信任務(wù)統(tǒng)一指揮控制、飛行器態(tài)勢綜合顯示、測控通信資源綜合利用并可持續(xù)發(fā)展的目的。

3.1 中期各應(yīng)用領(lǐng)域測控通信系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)

3.1.1 未來航天器測控通信系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)

航天器測控通信系統(tǒng)的任務(wù)范圍包括地球任務(wù)、月球任務(wù)、火星任務(wù)等太陽系范圍內(nèi)的任務(wù),以及更遠(yuǎn)太空中的航天任務(wù)[2]。

航天器測控通信的功能與業(yè)務(wù):為航天器提供測控和通信服務(wù)。除了無線電外測跟蹤業(yè)務(wù)外,自主定位的航天器還可應(yīng)用全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)和慣性導(dǎo)航設(shè)備進(jìn)行定位。編隊飛行衛(wèi)星和星座將用相對測量手段進(jìn)一步提高測量精度。

航天器測控通信體系的構(gòu)成:由地球局域網(wǎng)(包括近地中繼單元、中低軌衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)和地基測控通信站,其中地基測控站含陸基固定、機動站和海上測量船)、月球局域網(wǎng)、火星局域網(wǎng)組成,如圖1所示。

圖1 航天器測控通信系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)Fig.1 Architecture of spacecraft TT&C communication system

網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu):在現(xiàn)有的無線電點對點連接和鏈路中繼方式的基礎(chǔ)上,采用不斷發(fā)展的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù),為太陽系的用戶提供無處不在的端-端連接,進(jìn)一步發(fā)展為“行星際互聯(lián)網(wǎng)(IPN)”。

行星際互聯(lián)網(wǎng)的基本思路:在低延時的遙遠(yuǎn)環(huán)境中部署標(biāo)準(zhǔn)的因特網(wǎng),建立適應(yīng)長延時空間環(huán)境的骨干鏈路來連接這些分布的因特網(wǎng),創(chuàng)建低延時和高延時的中繼網(wǎng)關(guān)。

行星際互聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)成如下:

(1)行星際骨干網(wǎng)絡(luò)。涵蓋目前使用的地基近地航天器測控網(wǎng)和深空網(wǎng),用于提供地球、月球、外層空間的行星及其衛(wèi)星、放置在行星拉格朗日引力穩(wěn)定點的中繼站之間的測控通信,它包括直接和多跳無線鏈路。

(2)行星區(qū)域網(wǎng)。包含行星衛(wèi)亞子網(wǎng)和行星表面子網(wǎng)。行星衛(wèi)星子網(wǎng)提供地—星中繼服務(wù)和行星表面節(jié)點的測控通信服務(wù),行星表面子網(wǎng)用于連接運載器、著陸器、漫游器、巡視車,以及分布于一個點對點(Ad Hoc)網(wǎng)絡(luò)中的傳感器。

(3)行星際外部網(wǎng)。包括星座、編隊和衛(wèi)星群網(wǎng)絡(luò)。

頻譜結(jié)構(gòu):根據(jù)國際電聯(lián)、無線電委員會的規(guī)定和現(xiàn)狀,未來航天器測控通信主要使用UHF、L、S、C、X、Ka無線電頻段和光學(xué)頻段,其中UHF頻段主要用于火星中繼衛(wèi)星到火星表面的測控,L頻段主要用于自主導(dǎo)航和定時,S、C頻段主要用于測控,X、Ka頻段主要用于地-月、地-火、地-日拉格朗日點的測控和任務(wù)數(shù)據(jù)傳輸。

測控(導(dǎo)航)結(jié)構(gòu):包括無線電跟蹤測量、遙控和遙測;全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)的應(yīng)用,即自主定位、授時和時間同步;跟蹤與中繼衛(wèi)星的應(yīng)用;相對導(dǎo)航技術(shù)的應(yīng)用。

安全結(jié)構(gòu):為需要數(shù)據(jù)安全的用戶提供可供選擇的數(shù)據(jù)保護(hù)業(yè)務(wù),包括加密和認(rèn)證。尤其是遙控信息的端-端保護(hù),通常有3種安全業(yè)務(wù)方案:網(wǎng)絡(luò)層安全業(yè)務(wù)、應(yīng)用層安全業(yè)務(wù)和應(yīng)用層/網(wǎng)絡(luò)層混合安全業(yè)務(wù)。另外,還需要從信號體制和信號處理上防止信號被非法獲取和人為干擾。

3.1.2 未來航天靶場測控與監(jiān)視系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)

航天靶場的任務(wù):對運載器、導(dǎo)彈和其它新概念飛行器等的發(fā)射支持,具備支持覆蓋地球表面和低地球軌道的快速反應(yīng)發(fā)射、全射向發(fā)射、全球機動發(fā)射、在軌操作、軌道轉(zhuǎn)移和再入的能力。監(jiān)視將成為靶場的重要功能之一。

航天靶場測控與監(jiān)視體系的構(gòu)成:由天基資源(包括全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)、跟蹤與中繼衛(wèi)星系統(tǒng)和其它星座)、空基資源(包括測控與監(jiān)視飛機、無人機、飛艇)和地基測控與監(jiān)視站,以及航天靶場指揮與操作中心構(gòu)成,如圖2所示。

圖2 航天靶場測控與監(jiān)視系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)Fig.2 Architecture of aerospace site TT&C and surveillance system

網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu):中期以點對點連接為主,逐漸將天基、空基和地基資源通過網(wǎng)絡(luò)無縫綜合。

頻譜結(jié)構(gòu):航天靶場將主要使用 L、S、C、X、Ka頻段,其中L頻段用于衛(wèi)星定位與授時,S、C、X頻段用于一般運載和導(dǎo)彈的測控,Ka頻段用于衛(wèi)星中繼和超高聲速導(dǎo)彈的測控。

測控與監(jiān)視結(jié)構(gòu):以天基測控資源(全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)、跟蹤與中繼衛(wèi)星系統(tǒng)或其它星座的應(yīng)用)為主,輔以空基和地基無線電跟蹤測量。測控與監(jiān)視空域可以覆蓋半個地球。

安全結(jié)構(gòu):主要從信號體制、信號處理和數(shù)據(jù)保護(hù)上采取措施。

3.1.3 未來臨近空間測控通信系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)

臨近空間通常是地球表面以上20～100km高度之間的空域[3],是當(dāng)前開發(fā)利用較少的空域,它不但把“空”和“天”銜接起來了,也將成為新的作戰(zhàn)空間。2005年8月8日美國國防部公布的《無人機系統(tǒng)線路圖2005-2030》中也新增加了發(fā)展臨近空間無人飛艇等內(nèi)容[4]。

臨近空間飛行器可分為低動態(tài)飛行器和高動態(tài)飛行器。低動態(tài)飛行器包括自由浮空器、半可控浮空器、平流層飛艇、升浮一體飛行器、太陽能無人機等。高動態(tài)飛行器包括超音速有動力巡航飛行器、高超音速有動力巡航飛行器(HCV)、無動力通用再入飛行器(CAV)、空天往返飛行器(如空天飛機、應(yīng)急軌道飛行器)等。

臨近空間飛行器測控通信系統(tǒng)的任務(wù):對低動態(tài)、高動態(tài)臨近空間飛行器提供從起飛或發(fā)射、飛行/作戰(zhàn)、降落等全過程的測控和數(shù)據(jù)傳輸支持。

臨近空間飛行器測控通信體系的構(gòu)成:由天基資源(包括全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)、跟蹤與中繼衛(wèi)星系統(tǒng)和其它星座)和地基測控站,以及臨近空間飛行器指揮與操作中心構(gòu)成,如圖3所示。

圖3 臨近空間測控通信系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)Fig.3 Architecture of near space TT&C communication system

網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu):中期以點對點連接為主,逐漸將天基和地基資源通過網(wǎng)絡(luò)無縫綜合。

頻譜結(jié)構(gòu):根據(jù)國際電聯(lián)(ITU)的規(guī)定,臨近空間飛行器可使用L頻段(1885～1980MHz,2110～2170MHz)、Ka頻段(下行:27.5～28.35GHz,上行:31.0～31.3GHz)和V頻段(下行:47.2～47.5GHz,上行:47.9～48.2GHz)。

測控結(jié)構(gòu):由地基測控站提供視距測控和數(shù)傳支持,由天基資源提供超視距,甚至全程測控與數(shù)傳支持。

安全結(jié)構(gòu):主要從信號體制、信號處理和數(shù)據(jù)保護(hù)上采取措施。

3.1.4 未來無人機測控通信系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)

在未來,無人機的應(yīng)用范圍將越來越大,甚至代替有人機作戰(zhàn)。

無人機測控通信系統(tǒng)的任務(wù):在無人機起飛或發(fā)射、空中作業(yè)或作戰(zhàn)、著陸或回收等階段提供定位、遙控、遙測和數(shù)據(jù)傳輸支持。

無人機測控通信體系的構(gòu)成:由天基資源(全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)、跟蹤與中繼衛(wèi)星系統(tǒng)、通信衛(wèi)星系統(tǒng)等)、臨近空間資源(飛艇或臨近空間站)、空基資源(中繼無人機)、地基資源(地面測控站和數(shù)據(jù)鏈終端),以及地面指揮控制中心等構(gòu)成,如圖4所示。

圖4 無人機測控通信系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)Fig.4 Architecture of UAV TT&C communication system

網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu):一般單機為點對點連接;多機構(gòu)成機群時,以中繼機為中心構(gòu)成無限局域網(wǎng)。

頻譜結(jié)構(gòu):根據(jù)國際電聯(lián)規(guī)定和我國實際情況,無人機測控數(shù)據(jù)鏈常使用 VHF 、UHF、L、C 、X、Ku、Ka頻段。

測控結(jié)構(gòu):由天基和臨近空間基資源提供超視距定位、遙測和遙控,地基資源提供視距測控,空基資源提供多機組網(wǎng)測控。

安全結(jié)構(gòu):主要從信號體制、信號處理和數(shù)據(jù)保護(hù)上采取措施。

3.2 遠(yuǎn)期天空地一體化飛行器測控通信系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)

在遠(yuǎn)期,隨著航天器、航天靶場、臨近空間飛行器和無人機測控通信任務(wù)的不斷增多、測控通信基礎(chǔ)設(shè)施的完善,以及空間互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的成熟,把航天器測控通信、航天靶場測控監(jiān)視、臨近空間飛行器測控通信、無人機測控通信4個單元綜合成一個天空地一體化測控通信系統(tǒng),將能更充分地利用測控通信資源,全面掌握飛行器態(tài)勢,進(jìn)一步提高效費比。

天空地一體化飛行器測控通信系統(tǒng)為各類飛行于空間、臨近空間和空中的飛行器提供測控和通信服務(wù)。體系由航天器、航天靶場、臨近空間飛行器和無人機測控通信系統(tǒng)4個物理單元和相互交迭的網(wǎng)絡(luò)、電磁頻譜、測控和安全結(jié)構(gòu),以及飛行器指揮與控制中心和虛擬操作控制分中心組成。該體系結(jié)構(gòu)通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將測控通信能力擴展到整個太陽系,使用戶從一個單元到另一個單元時可無縫順利過渡。聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)具有互操作、標(biāo)準(zhǔn)化和提高資源利用率,支持多種端到端用戶應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)化分層數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)的特點。圖5是天空地一體化飛行器測控通信體系的示意圖[5]。

圖5 天空地一體化飛行器測控通信系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)Fig.5 Architecture of space-air-ground TT&C communication system

網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu):采用異構(gòu)開放的互操作標(biāo)準(zhǔn),建立通用空間互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。它由骨干網(wǎng)、接入網(wǎng)、飛行器間的網(wǎng)絡(luò)和臨近行星網(wǎng)絡(luò)組成,其中骨干網(wǎng)包括地面網(wǎng)絡(luò)和空間網(wǎng)絡(luò)、飛行器指揮控制中心的內(nèi)聯(lián)網(wǎng)、虛擬專用網(wǎng)等;接入網(wǎng)包括骨干網(wǎng)絡(luò)與任務(wù)飛行器(含其上的局域網(wǎng)絡(luò))之間的通信接口;飛行器間的網(wǎng)絡(luò)包括星座、編隊、星群、無人機群中飛行器間的網(wǎng)絡(luò);臨近行星網(wǎng)絡(luò)包括連接空間運載器、著陸器、傳感器等的網(wǎng)絡(luò)。

分層/完整的通信結(jié)構(gòu):通信網(wǎng)絡(luò)將采用開放系統(tǒng)互連的七層模型中下面的五層,在各層之間的交互控制使得飛行器載數(shù)據(jù)路由及飛行器間數(shù)據(jù)自主路由成為可能。通過允許控制天線、發(fā)射功率、傳輸數(shù)據(jù)率,以及距離變化的媒體接入方法,提供完全的端對端數(shù)據(jù)路由能力,從而使飛行器能夠按要求接入網(wǎng)絡(luò)。這些層中的協(xié)議和接口使得交互連接能根據(jù)網(wǎng)絡(luò)任意節(jié)點的要求進(jìn)行連接或中斷。空天地一體化測控通信系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)中的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議層如圖6所示。

圖6 天空地一體化測控通信系統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議層Fig.6 Internet protocol layer of integrated space-air-ground TT&C communication system

頻譜結(jié)構(gòu):使用VHF 、UHF 、L 、S 、C、X 、Ka、V 和光學(xué)等頻段,以足夠的帶寬、數(shù)傳速率和盡量簡單的硬件配置,提供測控通信和定位服務(wù)。

測控結(jié)構(gòu):綜合利用無線電測控、跟蹤與中繼、全球衛(wèi)星定位、脈沖星X射線導(dǎo)航和相對導(dǎo)航等技術(shù),為航天器、航天靶場、臨近空間飛行器和無人機提供無縫的測控通信服務(wù),實現(xiàn)飛行器高覆蓋、低成本的統(tǒng)一管理。

安全結(jié)構(gòu):為需要數(shù)據(jù)安全的用戶提供若干可供選擇的數(shù)據(jù)保護(hù)業(yè)務(wù),包括加密和認(rèn)證,以及應(yīng)對人為射頻干擾的措施等。

4 未來測控通信系統(tǒng)的主要關(guān)鍵技術(shù)

根據(jù)目前的技術(shù)現(xiàn)狀,構(gòu)建天空地飛行器測控通信系統(tǒng)尚需從物理層、鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層等解決所面臨的眾多技術(shù)難題。今后應(yīng)重點研究下列關(guān)鍵技術(shù)。

(1)高精度無線電跟蹤測量技術(shù)

需要進(jìn)一步從再生式PN碼測距、寬帶測距、單向測速、差分單向測距(Δ DOR)、同波束干涉測量技術(shù)(SBI),以及編隊飛行的相對導(dǎo)航等多個方面的技術(shù)著手,達(dá)到提高測量精度的目的。

(2)高速數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)

目前市場上已有2Gbit/s的數(shù)傳解調(diào)器。隨著碼速率的進(jìn)一步提高,高速數(shù)字解調(diào)器中數(shù)字采樣的精度、高速算法、載波恢復(fù)、差分譯碼和信道均衡的難度越來越大,高速數(shù)字調(diào)制器在調(diào)制頻段、調(diào)制方式、信道編碼等方面均面臨難題。

(3)高超音速臨近空間飛行器的測控技術(shù)

需要突破適應(yīng)高超音速臨近空間飛行器在“黑障”條件下的全程、實時測控和安控技術(shù)。

(4)多目標(biāo)同時測控技術(shù)

多目標(biāo)同時測控技術(shù)包括單站多目標(biāo)(利用有源多波束相控陣天線、六面相控陣天線、圓頂相控陣天線、數(shù)字多波束天線等實現(xiàn)單站多目標(biāo)測控)、衛(wèi)星定位+衛(wèi)星中繼方案、單波束站+飛行器網(wǎng)方案、衛(wèi)星中繼+飛行器組網(wǎng)方案和寬波束+CDMA等。

(5)激光測控通信技術(shù)

激光測控通信系統(tǒng)具有高碼速率信息傳輸、高精度位置測量能力,也可用于遙控、遙測,是極具潛力的新型測控通信手段。目前需要解決高精度跟瞄技術(shù)、高功率高重頻激光器技術(shù)、強背景條件下微弱信號檢測技術(shù)等。

(6)新興導(dǎo)航定位技術(shù)

脈沖星X射線導(dǎo)航、星上光學(xué)導(dǎo)航、組合導(dǎo)航、無線局域網(wǎng)內(nèi)飛行器自主定位技術(shù)等將是未來飛行器導(dǎo)航定位的主要方向,需要開展綜合研究。

(7)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在測控通信中應(yīng)用

空間容延遲網(wǎng)絡(luò)(DTN):需要研究大容量數(shù)據(jù)的動態(tài)和隨機傳輸、容延遲協(xié)議、高可靠路由、流量控制、網(wǎng)絡(luò)命名尋址協(xié)定、糾錯編譯碼、時間同步、網(wǎng)關(guān)節(jié)點維護(hù)、數(shù)據(jù)安全,以及行星際中繼、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的導(dǎo)航技術(shù)。

自組織網(wǎng)絡(luò)(Ad Hoc):需要研究介質(zhì)訪問控制協(xié)議、安全的路由設(shè)計、提供服務(wù)質(zhì)量的路由協(xié)議、協(xié)議節(jié)能策略,以及網(wǎng)內(nèi)節(jié)點的導(dǎo)航技術(shù)。

(8)安全防護(hù)技術(shù)

探索混沌序列擴頻測控通信技術(shù)、擴/跳結(jié)合的測控通信技術(shù)、空-時/空-頻自適應(yīng)處理技術(shù),以及新的加密認(rèn)證技術(shù)。

(9)模塊化開放式結(jié)構(gòu)

研究制定測控通信系統(tǒng)接口、服務(wù)、支持形式的開放標(biāo)準(zhǔn),以可重新配置、通用的硬件平臺為基礎(chǔ),用開放式、可升級的應(yīng)用程序來實現(xiàn)測控通信功能,使設(shè)備能即插即用,系統(tǒng)易于互聯(lián)、互操作,易于增加功能或設(shè)備、升級和重構(gòu)。

(10)測控通信設(shè)備遠(yuǎn)程診斷與維護(hù)技術(shù)

采用現(xiàn)代檢測技術(shù)、故障診斷專家系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)和多媒體通信技術(shù),通過網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測測控通信裝備的工作狀態(tài),實施遠(yuǎn)程故障診斷、軟件的升級與更新,指導(dǎo)現(xiàn)場可更換單元的更換,從而保持系統(tǒng)的健康。

5 結(jié)束語

航空航天技術(shù)的迅猛發(fā)展,為測控通信技術(shù)的應(yīng)用帶來了新的機遇和挑戰(zhàn)。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)改變了商業(yè)模式、組織機構(gòu)和業(yè)務(wù)流程,把人類世界變成了地球村。因此,我們相信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也會改變測控通信的體系結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)組成和信息流程,將大大提高測控通信資源的利用效率。

[1] 趙業(yè)福.衛(wèi)星測控網(wǎng)的技術(shù)發(fā)展[J].飛行器測控學(xué)報,2002,21(3):1-4.ZHAO Ye-fu.Technology Development of Satellite TT&C Network[J].Journal of Spacecraft TT&CTechnology,2002,21(3):1-4.(in Chinese)

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[3] Unmanned Aircraft System Roadmap 2005-2030[R].Washington:Office of the Secretary Defense,2005.

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[5] 美國未來的空間通信基礎(chǔ)設(shè)施體系結(jié)構(gòu)及相關(guān)技術(shù)譯文集[M].北京:北京跟蹤與通信技術(shù)研究所,2006.Translated Papers on US Future Space Communication Architucture and Related Technology[M].Beijing:Institute of Tracking and Communication Techniques,2006.(in Chinese)