美国航天测控资源的现状及展望

航天测控技术发展综述摘要随着世界航天活动的蓬勃发展，航天测控技术为了适应各类航天任务的要求也处于快速发展期。

本文首先综合介绍了航天活动和测控技术的发展，列举了各典型航天活动；而后分别介绍了美国、俄罗斯、欧洲和我国的航天测控技术发展及现状，分析了各国的航天测控网的组建及发展，以及在航天活动中所起的作用，重点分析了我国的测控技术发展历程以及在未来的发展要求；最后，总结了未来的航天测控技术发展趋势，得出的结论为，天基和地基一体化测控通信系统是航天测控未来的毫无疑问的发展方向。

关键词航天任务测控技术地基天基1 概述自上世纪50年代首颗人造地球卫星发射成功以来，航天事业的发展在国民经济、国防建设中的作用日益突出。

进入新世纪后,世界航天活动呈现蓬勃发展的新态势。

世界上的主要航天国家纷纷制订航天发展目标和发展策略。

如欧盟“伽利略”试验卫星进行在轨测试验证;美国GPS系统进行现代化和新一代卫星导航系统的规划以及以火星为代表的深空探测等；我国的航天事业也处于繁荣发展的时期：载人航天任务和“嫦娥”探月工程的成功设施、跟踪和数据中继卫星“天链一号”的发射、“北斗卫星”导航系统建设,标志着我国的空间活动已进入一个新阶段。

这一切表明,空间已成为人类在新世纪积极开发与探索的重要领域。

航天测控为各类航天飞行器提供测控支持,贯穿整个航天任务过程,是航天工程中极为重要的环节。

它的发展与航天任务同步进行,相辅相成,互相推动。

随着航天任务的多样化，测控技术也随之发展。

2 国外航天测控技术的发展及现状2.1 美国美国作为目前世界上的航天强国，其测控技术也是发展最快最先进的。

美国的航天测控网主要是美国国家航空航天局的航天测控和数据采集网。

航天测控和数据采集网有用于地球轨道航天计划的航天跟踪和数据网和用于月球和行星探测的深空网两种。

为这两个网传递各种信息的地面通信系统是综合通信网。

航天跟踪和数据网是20世纪70年代初由卫星跟踪和数据采集网与载人航天网合并而成的，用于所有科学卫星、应用卫星和载人飞船的测控和数据采集。

美国军用卫星现状与性能（多图）美国军用卫星现状与性能(多图)美国从60年代初开始发射军用卫星，迄今已发射了数百颗,现在在使用的约一百颗这样。

这些卫星在侦察、监视、预警、通信和气象等领域发挥着重要作用。

美军在科索沃战争中就动用了由“大酒瓶”静止轨道卫星、“雪貂”-D极地轨道卫星和“折叠椅”大椭圆轨道卫星等8颗卫星组成的电子侦察卫星系统，由KH-12、“长曲棍球”、“太阳神”-l和其它小卫星等10～12颗卫星组成的成像侦察卫星系统，16颗海洋监视卫星系统以及“国防支援计划”（DSP）等30多颗卫星，为美军提供了大量的情报资料。

美国发射的军用卫星约占美国发射卫星数量的一半。

这些卫星数量多、种类全，从性能上讲主要分为6类，即侦察卫星、导弹预警卫星、海洋监视卫星、通信卫星、测地和绘图卫星及国防气象卫星。

一、侦察卫星1.成像侦察卫星自1960年美国第一颗成像侦察卫星问世以来，迄今已发展到第6代。

目前在轨使用的成像侦察卫星有5颗，即3颗KH-12与2颗长曲棍球，进行军事侦察，以提高时间分辨率。

与先前的KH系列相比，KH-12卫星通过采用先进的自适应光学成像技术，可在计算机的控制下随观测视场环境的变化灵活地改变主透镜表面曲率，从而有效地补偿了大气影响造成的观测影像畸变。

KH-12卫星上载有充足的燃料，可实现机动变轨。

它不仅有光／近红外成像仪，还增装了热红外成像仪，可用于对地下核爆炸或其它地下设施进行监测。

长曲棍球作为目前世界上唯一的军用雷达成像卫星，采用了合成孔径雷达技术。

当雷达工作在X波段时，可在云、雨、雾、黑暗和烟尘环境下完成对地面目标的全天候侦察。

当雷达工作在20～90兆赫时，雷达波长为米级，绕射穿透能力较强，对假目标、伪装后目标以及地下深处的设施具有一定的识别能力。

根据卫星照片不同的使用情况，对地面分辨率提出了不同的要求，共分为四级。

第一级是发现，指大致知道目标形态，从照片上仅仅能判断目标的有无；第二级是识别，指发现目标较为细致，能够辨识目标，例如是人还是车，是大炮还是飞机；第三是确认，能较为详细地区分目标，能从同一类目标中指出其所属类型，例如车辆是卡车还是公共汽车，房子是民房还是军队营房；第四是描述，能更为细致地知道目标的具体形状，识别目标的特征和细节。

宇航巡礼美国深空网的发展及其未来规划魏晨曦(北京跟踪与通信技术研究所)1　引言□□深空探测是指对月球和月球以远的天体和空间进行的探测,对实施深空探测的航天器进行测控通信的系统称为深空测控通信系统,它包括深空测控通信地面站和空间应答机两大部分。

行星探测始于20世纪50年代末,美国和苏联/俄罗斯是行星探测的主要力量,它们通过发射无人行星探测器对太阳系内行星进行了大量的探测,极大地提高了对太阳系的认识程度。

近些年来,深空探测再次成为航天技术发展的热点。

目前,美国、欧洲航天局和俄罗斯等国家和组织已经建立了深空测控系统或测控网。

法国、意大利和印度等国也在计划建立自己的深空站(DSS),用于对深空探测器进行测控。

深空探测的难点是遥远距离的测控通信。

由于深空探测器升空后与地球之间的唯一联系就是深空测控通信系统,因此该系统在深空探测中起着非常重要的作用,负责科学数据和遥感数据的传送,对深空探测器进行跟踪并指挥其执行重要任务。

由美国喷气推进实验室(J PL)管理的深空网(DSN)是一个先进的测控网,是为了对执行月球、行星和行星际探测任务的航天器进行跟踪、导航与通信而建立的地基全球分布测控网,可以提供双向通信链路,对航天器进行指挥控制、跟踪测量、遥测,以及接收图像和科学数据等。

2　DSN系统的发展211　发展概况美国DSN建于1958年。

50年来, DSN已发生了很大的变化,不仅扩展了规模,更重要的是在技术和性能上有了极大的提高,遥测接收能力从开始的8bit/s未来20年是我国发展的又一个重要战略机遇期,要保证我国经济快速、稳定和安全的发展,就必须保证国家重要基础设施的安全。

目前,我国民用领域的导航、定位与授时基本上依赖于美国的GPS系统。

因此,从某种程度上来说,我国的经济发展与安全是建筑在美国GPS系统提供良好服务的基础之上,这对于促进我国的经济安全是十分不利的。

因此,建立、发展完全自主的卫星导航系统,以国家的意志、政策为保障,推动包括民用在内的完全由我国自主的卫星导航系统的应用,既是我国国防安全与军事现代化、保证国家独立和领土完整的需要,又是我国经济安全、促进我国经济发展的迫切需要。

太空探索的发展现状与未来趋势预测太空探索是人类科技进步的一个重要指标，也是人们对未知的好奇心的体现。

随着科技的不断进步和人类对太空探索的热情，太空探索的发展正呈现出新的趋势。

目前，太空探索已经取得了一系列重要的成就。

最早的太空探索可以追溯到上世纪50年代，当时苏联成功发射了世界上第一颗人造卫星——斯普特尼克一号。

随后，美国也不甘示弱，努力赶超苏联，在1969年成功将阿波罗11号登上了月球。

这两个里程碑级的成就使太空探索成为人们关注的焦点，并促使更多的国家投入到太空领域里。

如今，太空探索领域已经形成了五大主要势力，即美国、俄罗斯、中国、欧洲和印度。

这些国家在技术、资金和人才方面拥有较高的实力，他们在卫星发射、载人航天、太空探测等方面都取得了重要的突破。

其中，中国在近年来的太空探索方面表现出色，成功完成了多次卫星发射任务，并成功登陆月球背面。

这一系列成就使中国成为太空探索领域中的重要力量。

预计未来，太空探索将呈现出新的趋势。

首先，商业化将会成为太空探索的一个重要方向。

近年来，越来越多的私人企业开始投入到太空领域，他们通过发射商业卫星、组织太空旅游等方式盈利。

这不仅为太空探索提供了更多的资金和资源，也为普通人参与太空探索提供了更多的机会。

未来，商业太空探索有望成为一个蓬勃发展的新兴产业。

其次，探索更远的太空将成为太空探索的一个重要目标。

目前，人类已经成功探测到了太阳系的几颗行星，并向更远的星系发出了探测器。

未来，人类将继续发射更多的探测器，探索更远的星系。

这不仅对我们解开宇宙的奥秘有着重要意义，也将为人类寻找新的居住地提供线索。

此外，太空资源的开发将成为太空探索的重要方向之一。

随着地球上资源的枯竭和人口的增加，太空资源的开发成为了人类的一个迫切需求。

太空中有着丰富的矿产资源和能源资源，未来人类有望利用这些资源解决地球资源紧缺的问题。

最后，技术的进步将推动太空探索的发展。

目前，人类在太空探索中所面临的最大挑战是距离、重力和环境等方面的限制。

NASA天基网现状及未来发展【摘要】主要介绍了NASA的TDRSS现状、现代化改造计划及未来发展。

关键词天基网；中继卫星；测控0引言跟踪与数据中继卫星系统（Tracking and Data Relay Satellite System，TDRSS）是美国以降低对全球地面站的依赖并实现高测控通信覆盖率为目标提出的想法。

TDRSS也被称为天基网（或天基测控系统），由空间段和地面段两部分组成，主要的设计目标是为NASA最重要的中低轨航天器提供连续不间断的通信服务和高数据传输速率。

自从美国于1983年4月4日发射世界第一颗TDRS[1]至今，先后发射了三代共12颗TDRS，主要为用户提供数据中继通信服务、中低轨航天器测控服务等，其TDRSS的用户很广泛，包括各类中低轨道航天器、航天飞机、国际空间站、哈勃望远镜等，除了为用户提供高速数传业务之外，还为用户提供测控支持，如为国际空间站提供S、Ka频段测控链路支持。

为了满足其未来按需接入的需求，NASA正在对其TDRSS进行升级改造。

1天基网现状为了对在轨TDRS进行管控，美国于1981年7月建成白沙地面终端（WSGT）并投入使用，并于1996年2月对WSGT进行了升级改造；为了适应二代中继卫星的管控任务需要，1994年4月又在白沙建成了二代TDRSS地面终端（STGT）。

为了跟踪太平洋上的TDRS，于1998年7月建成并启用关岛远程地面终端（GRGT）。

为了利用TDRS1给南极科考等提供数据中继服务，在南极设立了远端站。

该网自开始建设就一直由戈达德航天中心管理，其卫星控制中心、网管中心、动力学中心均设在戈达德航天中心。

目前，NASA的TDRSS地面设施除了设在戈达德航天中心的TDRSS管控中心外，还包括白沙综合设施（包括WSGT和STGT，简称WSC）、关岛远程地面终端（GRGT）、多个无人值守双程测距站、车载仿真站等，除了作为TDRS控制中心外，白沙综合设施和关岛远程地面终端的三套地面终端设备还要保证天基网能够为用户提供完整的全球覆盖，并每周7天，每天24小时有人值守，为天基网用户提供服务。

美国航空航天行业的投资机会与发展趋势航空航天行业一直是美国的重要发展领域之一，其投资机会和发展前景备受关注。

本文将探讨美国航空航天行业的投资机会以及当前的发展趋势。

一、航空航天行业的投资机会1.商业航天公司：随着私人企业的兴起，商业航天公司的投资机会日益增多。

美国的SpaceX和Blue Origin等公司已经取得了长足的发展，他们的目标包括实现可再使用的火箭和探索外太空资源。

投资商业航天公司可以获得相应的股份回报以及技术和市场预期的增值。

2.航空运输：航空运输是航空产业中的重要环节，也是投资机会的一部分。

随着人口增长和经济发展，航空运输需求也在持续增长。

投资航空运输公司或航空器制造商，如波音公司，可以获得稳定的利润和潜在的增值机会。

3.空间探索和科学研究：美国航空航天行业在空间探索和科学研究方面具有领先地位。

投资太空探索项目，如月球、火星等，可以参与相关科学研究和资源开发，同时也可获得潜在的商业利润。

4.航空技术研发：航空技术研发是航空航天行业不可或缺的一环。

投资航空技术研发公司可以获取创新技术和专利，进一步发展新的航空产品和解决方案。

二、美国航空航天行业的发展趋势1.商业航天化：商业航天化是当前航空航天行业的发展趋势之一。

商业航天公司的崛起引领着航天行业从传统政府主导模式向商业市场化发展。

这种趋势使得航天技术和资源更加开放和民用化，为投资者提供了更多的机会。

2.可再使用技术：可再使用技术是当前航空航天行业的发展方向之一。

商业航天公司像SpaceX正在积极研发可再使用的火箭和太空船，以降低运送货物和人员进出太空的成本。

这种技术的发展将对航天行业和相关投资产生重大影响。

3.新能源推动：由于对能源的需求和环境保护的要求，航空航天行业也在寻求新的能源解决方案。

投资清洁能源技术研发和应用，比如太阳能和氢燃料，可以在航空燃料的可持续性和环境友好性方面获得竞争优势。

4.智能技术应用：智能技术的应用是当前航空航天行业的另一个重要发展趋势。

中美航天发展现状及未来趋势分析中美两国一直是全球航天领域的重要参与者和竞争对手。

随着技术的不断进步和探索的深入，航天产业在过去几十年里取得了巨大的进展。

本文将分析中美航天发展的现状，并探讨未来的趋势。

中美航天发展现状中国和美国在航天领域的发展都取得了显著的进展。

美国航天局（NASA）是全球最大的航天机构之一，拥有强大的技术实力和资金支持。

美国自上世纪60年代起就开始实施载人登月计划，并成功执行了多个载人和无人探测任务。

此外，美国还开展了众多关键的科学研究项目，如哈勃望远镜和极光探测器等。

中国航天局（CNSA）于1993年成立，近年来取得了惊人的发展。

中国发展了自己的航天技术，实施了多个载人和无人探测任务，包括嫦娥系列月球探测和天宫空间站计划。

中国的航天计划也被视为国家发展和国际地位的象征，展示了中国技术实力和领导地位。

中美航天合作尽管中美在航天领域是竞争关系，但两国也进行了一定程度的合作。

中美航天领域最重要的合作项目是国际空间站（ISS），中国的航天员参与了多次ISS任务。

这种合作有助于促进双方在空间技术、科学研究和国际合作方面的交流与合作。

然而，由于政治因素和安全考虑，中美之间的合作受到一定的限制。

未来趋势分析未来，中美航天发展将继续面临挑战和机遇。

以下是对中美航天未来发展趋势的分析：1. 商业航天的增长：随着私人公司在航天领域的兴起，商业航天将成为未来的关键发展领域。

美国的SpaceX和中国的长征火箭公司等私营企业已经开始提供太空运输服务，并计划在未来几年内推出商业载人航天任务。

这将带动全球航天产业的发展，并促进创新和技术进步。

2. 探索深空：未来，人类对深空探索的兴趣将持续增长。

美国和中国都计划在未来几十年内实施载人登陆火星的计划。

此外，有关外星生命的研究也将成为航天领域的关键课题之一。

3. 技术创新：航天技术的创新将推动航天发展的快速进步。

新材料、火箭设计、太空探测器和卫星技术的创新将提高任务的安全性、可靠性和效率。

美军航天侦察现状及未来发展方向何丽制信息权是夺取现代高技术战争胜利的关键所在，与空中侦察、人力侦察等传统情报信息获取手段相比，航天侦察利用空間轨道飞行器搭载各种传感器获取有价值目标信息，具有全天时、全天候、不受空域限制以及侦察范围广等优点，占据太空高边疆，可使敌方战场透明，因而成为世界各国争相抢占的战略制高点。

作为最早研发、利用该手段的军队之一，美军现拥有世界上最先进的侦察卫星，形成了光学、电子、雷达一体的完备天基侦察体系，建立了多部门、机构高效联动的航天侦察机制，在战时可为其提供强有力信息支援。

系统研究美军航天侦察实力，对维护国家安全和现实利益具有重大战略意义。

据统计，截至2021年底，美军现役侦察卫星43颗，按照载荷类型，可分为光学成像侦察卫星、合成孔径雷达（SAR）成像侦察卫星、电子侦察卫星三大类。

美军现役光学侦察卫星共5颗，包括4颗锁眼-12系列卫星和1颗红隼眼-2M战术纳卫星。

自1959年发射第1颗光学侦察卫星锁眼-1以来，锁眼系列光学卫星已历经了6代11型发展，目前在轨服役的型号为锁眼-12。

锁眼-12卫星采用太阳同步椭圆轨道，具有极强的机动变轨能力。

其搭载大口径光学镜头电荷耦合元件（CCD）相机，利用自适应光学成像技术，分辨率最高达到0.1米。

红外相机具备夜间侦察能力，分辨率为0.6～1米。

此外，该卫星还采取了防核效应加固手段和防激光武器保护手段，搭载防碰撞探测器，以提高太空作战生存能力。

红隼眼-2M战术纳卫星星座计划部署在高度为500千米的5个轨道面上，每个轨道6颗卫星，共30颗。

该型卫星成像分辨率为1.5米，幅宽4千米×6千米，目前在轨1颗。

在光照、气象条件良好的情况下，光学成像侦察获取影像具有真实直观反映目标特性的优点，但同时受光照、气象条件影响大，如目标区域多云或处于夜间时段，则无法获取有效数据。

针对这一问题，美军发展了SAR卫星侦察手段，目前在轨服役SAR卫星共6颗，包括1颗长曲棍球卫星和5颗未来成像体系雷达卫星。