国际空间站测控通信系统研究.pdf

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1、第２０卷第２期载人航天Ｖｏｌ．２０Ｎｏ．２２０１４年３月ＭａｎｎｅｄＳｐａｃｅｆｌｉｇｈｔＭａｒ．２０１４国际空间站测控通信系统研究郝玉涛，刘保国，王瑞军，李塘，万鹏（北京跟踪与通信技术研究所，北京１０００９４）摘要：测控通信系统是国际空间站的重要组成部分，可靠的测控通信系统是确保空间站长期稳定在轨运行的基础。对国际空间站测控通信系统进行了较为深入的研究，介绍了国际空间站测控通信系统的组成，梳理了国际空间站中继Ｓ系统、中继Ｋｕ系统、空空通信系统的链路特性与工作方式，并总结归纳了国际空间站测控通信系统多手段备份、采用高性

2、能编码等特点，以及对我国的启示，能够为我国测控通信系统的发展提供借鉴与参考。关键词：国际空间站；测控通信系统；跟踪与数据中继卫星系统；空空通信系统＋中图分类号：Ｖ４２３畅４５文献标识码：Ａ文章编号：１６７４-５８２５（２０１４）０２-０１６５-０８ResearchonTT＆CSysteminInternationalSpaceStationＨＡＯＹｕｔａｏ，ＬＩＵＢａｏｇｕｏ，ＷＡＮＧＲｕｉｊｕｎ，ＬＩＴａｎｇ，ＷＡＮＰｅｎｇ（ＢｅｉｊｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｒａｃｋｉｎｇａｎｄＴｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ

3、ｓＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００９４，Ｃｈｉｎａ）Abstract：Ｔｅｌｅｍｅｔｒｙ，ＴｒａｃｋｉｎｇａｎｄＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ（ＴＴ＆Ｃ）ｓｙｓｔｅｍｉｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｃｏｍｐｏｎｅｎｔｏｆｔｈｅＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＳｐａｃｅＳｔａｔｉｏｎ（ＩＳＳ）．ＲｅｌｉａｂｌｅＴＴ＆ＣｓｙｓｔｅｍｉｓｔｈｅｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｔｏｅｎｓｕｒｅｔｈｅｌｏｎｇｔｅｒｍｓｔｅａｄｙｏｐｅｒａｔｉｏｎｏｆＩＳＳ．Ａｎｉｎ-ｄｅｐｔｈｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅｓｔｕｄｙｏｎｔｈｅＴＴ＆ＣｓｙｓｔｅｍｉｎＩ

4、ＳＳｗａｓｃｏｎ-ｄｕｃｔｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ．Ｆｉｒｓｔ，ｔｈｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆＩＳＳｗａｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，ｔｈｅｎｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄｗｏｒｋｉｎｇｍｅｔｈｏｄｓｏｆＳＢａｎｄＳｙｓｔｅｍ，Ｋｕｂａｎｄｓｙｓｔｅｍ，ａｎｄＳｐａｃｅ－ｔｏ－ｓｐａｃｅＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｗｅｒｅｄｅｓｃｒｉｂｅｄ．Ｉｎｔｈｅｅｎｄ，ｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅｓｙｓｔｅｍａｎｄｔｈｅｅｎｌｉｇｈｔｅｎｍｅｎｔｔｏｕｓｗｅｒｅｓｕｍ-ｍａｒｉｚｅｄ，ｗｈｉ

5、ｃｈｍａｙｓｅｒｖｅａｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｒｅｆｅｒｅｎｃｅｆｏｒｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｔｈｅＴＴ＆ＣｓｙｓｔｅｍｉｎＣｈｉ-ｎａ．Keywords：ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌｓｐａｃｅｓｔａｔｉｏｎ；ＴＴ＆Ｃｓｙｓｔｅｍ；ｔｒａｃｋｉｎｇａｎｄｄａｔａｒｅｌａｙｓａｔｅｌｌｉｔｅｓｙｓｔｅｍ；ｓｐａｃｅ-ｔｏ-ｓｐａｃｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ测控通信系统是国际空间站最重要的组成部分。国际空间站每天均需通过测控通信系统１引言与地面传输不同类型的信息数据。可靠的测控国际空间站（Ｉｎｔｅｒｎａ

6、ｔｉｏｎａｌＳｐａｃｅＳｔａｔｉｏｎ，ＩＳＳ）通信系统，是确保国际空间站长期稳定在轨运是以美国、俄罗斯为主要参与国，联合日本、加拿行，充分开展其各项功能业务的基础。本文对大、巴西和欧洲航空航天局１１个成员国等１６个国际空间站测控通信系统的中继Ｓ系统、中继国家共同建造和运行的大型空间设施，集中了世Ｋｕ系统、空-空通信系统进行了研究与分析，梳界主要航天大国各种先进装备和技术力量，其舱理并归纳出了该系统的特点及对我国测控通信段主要包括俄罗斯的“曙光”号多功能货舱、“星系统发展的启示。辰”号服务舱、美国的“团结”号节点舱、“命

7、运”号２国际空间站测控通信系统组成实验舱和加拿大“机械臂”、日本“希望”号实验［１］舱、欧洲“哥伦布”实验舱等。国际空间站主要通过跟踪与数据中继卫星系收稿日期：２０１３-１０-１５；修回日期：２０１４-０３-１５作者简介：郝玉涛（１９８３-），男，硕士，工程师，研究方向为载人航天测控通信与应用总体工作。Ｅ-ｍａｉｌ：ｓｕｎｓｈｉｎｅｈｙｔ＠１２６．ｃｏｍ１６６载人航天第２０卷统（ＴｒａｃｋｉｎｇａｎｄＤａｔａＲｅｌａｙＳａｔｅｌｌｉｔｅＳｙｓｔｅｍ，由ＮＡＳＡ的综合服务数据网（ＮＡＳＡＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＴＤＲＳＳ）与

8、地面交互双向话音、视频、遥测、遥控及ＳｅｒｖｉｃｅｓＮｅｔｗｏｒｋ，ＮＩＳＮ）与位于休斯顿的任务控制其它载荷等数据，近距离空间使用超高频（Ｕｌｔｒａ中心（ＭｉｓｓｉｏｎＣｏｎｔｒｏｌＣｅｎｔｅｒ-Ｈｏｕｓｔｏｎ，ＭＣＣ-Ｈ）完ＨｉｇｈＦｒｅｑｕｅｎｃｙ，ＵＨＦ）空空通信系统（Ｓｐａｃｅ-ｔｏ-成信息交互。中继数据传输链路的性能与质