我为“天宫”指方向 中国空间站测控通信系统，让天地间“面对面”
中国空间站测控通信系统，让天地间“面对面” 
2021年12月9日，学生们通过测控通信系统，在北京中国科技馆参与“天宫课堂”。新华社发我和我的天宫
政府工作报告提到，要深入推进创新驱动引领高质量发展，强化战略科技力量建设。
随着航天员入住太空家园，中国空间站开启了有人长期驻留的新时代。
在中国空间站的建设和保障中，不乏长期以来默默坚持的“四川力量”，位于成都的中国电子科技集团公司第十研究所（简称“电科十所”）就是其中一份子。
从神舟一号到神舟十三号，30年的时间里，电科十所承研了我国70%的航天测控网，为天宫空间站等航天器保驾护航，是太空中重要的“指路人”。
如何为天宫空间站指方向？“天宫课堂”等天地互联对话是怎样实现的？日前，华西都市报、封面新闻“我和我的天宫”系列报道组走进电科十所，揭秘背后的故事。
“风筝线”也是生命线 四大功能保障航天器运行
测控通信系统是一个怎样的系统？它对天宫空间站等航天器有何意义？对此，电科十所载人航天总设计师、副总工程师柴霖举了一个生动的例子：航天器升空后，测控通信系统就是航天器和地面的唯一联系系统，它就像“风筝线”，而航天器就像“风筝”，风筝需要依靠风筝线才能稳定飞行，对于航天员来说，测控通信系统就是他们的“生命线”。
柴霖说，这个“风筝线”主要有轨道测量、遥测、遥控和数据传输四大功能，通过四大功能，既能保持空间站在理想轨道正常运行，又可以维持空间站和地面的联系。
据介绍，测量功能，就是从地面对航天器进行测距离、测速度和测角度，通过测量功能，可以判断航天器和理想轨道有无偏差。如果有偏差，可以进行及时纠正，确保航天器始终在理想轨道附近运行；遥测功能，主要是测量航天器上各种设备的工作参数、航天员的部分生理指标，以确保设备正常运行和航天员的健康；遥控，则是地面对航天器进行控制，如变轨或给航天员发指令；数据传输功能，是实现数据的高速传输，通过数据以G为单位的高速传输，实现天地对话、“天宫课堂”等功能。
“大家可以发现，航天员出舱活动是直播的，‘天宫课堂’也直播了近一个小时，并且多机位、多画面，声音、画面也没有任何停滞或模糊，这表明我们的测控通信网的传输速度已达到和地面
新一代测控通信系统 稳定性、可靠性大大提高
测控通信系统作为航天器和航天员的“生命线”，经过多年发展，有哪些特点优势？又是怎样实现可靠便利的？
柴霖说，目前我国使用的第三代测控通信系统有3个特点：综合化、高可靠、国产化。
综合化，是指新一代测控设备具备测运控一体化，既有传统测控功能，又有高速数据传输功能，并且两类数据融合传输，大力节省资源。更重要的是，综合化设备和智能手机一样，可支持在一套航天测控通信设备同时安装多个APP，不同信号形式、工作模式、技术体制的功能可同时或分时使用。“操作手在执行测控任务时，颇有‘玩手机’的感觉。”柴霖说。
高可靠则首先体现在设备各个环节都可以交叉组合。柴霖说，测控通信系统由天线、信道和基带3部分组成，第三代“综合化测控体制”采用了资源重组的先进设计理念和技术，即各部分之间以交叉组合的方式重构出多种设备形态，大大提高了设备使用率和任务可靠度。
此外，新一代测控系统还配备健康管理技术和远程支持技术，用“治未病”的方式提高可靠性。柴霖说，健康管理系统融合了传统的故障树、专家系统和现代的大数据技术，将“发病-治病”模式转化为“实时全身体检，预测疾病于未然”模式；远程技术支持系统使得操作手不必时刻关注设备健康状况，通过卫通、光纤、互联网等多种手段，健康管理中心可以远程对分布在各地（包括远洋）的测控站进行体检和维护，大大节约人力资源，提升工作效率。
“在新一代测控系统中，从软件到硬件，从基础元器件到整机、系统，已实现国产化，稳定性、可靠性大大提高。”柴霖说。
从上世纪90年代初，我国开始了载人航天测控通信网的建设。30年来，从学习借鉴到突破创新，从百分之十几的测控覆盖率到100%的测控覆盖率，我国载人航天测控通信网的建设走出了一条具有自己特色的发展道路。
“没想到发展速度这么快。以前想着，中国的空间站要上天，至少得2030年后了，那时我可能都退休了，现在能在一线参与天宫空间站建设，我觉得很骄傲、很自豪。”柴霖说。
华西都市报-封面新闻记者陈彦霏
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