卫星测控
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卫星和飞船的跟踪测控
卫星和飞船在国民经济和国防建设中有着重要的作用，对它们的发射和运行过程进行测控是航天系统的一个重要组成部分，理想的状况是对卫星和飞船（特别是载人飞船）进行全程跟踪测控。
测控设备只能观测到所在点切平面以上的空域，且在与地平面夹角3度的范围内测控效果不好，实际上每个测控站的测控范围只考虑与地平面夹角3度以上的空域。在一个卫星或飞船的发射与运行过程中，往往有多个测控站联合完成测控任务，如神州七号飞船发射和运行过程中测控站的分布如下图所示：
图片来源https://www.360docs.net/doc/0d7386018.html,/jrzg/2008-09/24/content_1104882.htm
请利用模型分析卫星或飞船的测控情况，具体问题如下：
1. 在所有测控站都与卫星或飞船的运行轨道共面的情况下至少应该建立多少个测控站才能对其进行全程跟踪测控？
2.如果一个卫星或飞船的运行轨道与地球赤道平面有固定的夹角，且在离地面高度为H的球面S上运行。考虑到地球自转时该卫星或飞船在运行过程中相继两圈的经度有一些差异，问至少应该建立多少个测控站才能对该卫星或飞船可能飞行的区域全部覆盖以达到全程跟踪测控的目的？
3. 收集我国一个卫星或飞船的运行资料和发射时测控站点的分布信息，分析这些测控站点对该卫星所能测控的范围。
CUMCM-2009，C题：第1页/ 共1页
沉浸式卫星测控站项目
沉浸式卫星测控站项目 最近，航天题材的影视作品层出不穷，在娱乐消遣的同时，很多人也想多了解一些航天领域的知识，无论是出于兴趣还是学习，都是很值得赞赏的想法。北京信成未来科技有限公司作为航天领域的一份子，决心为航天知识的科普贡献一份力量，经过团队商议、实践，推出了“沉浸式卫星测控站”项目，摒弃枯燥的传统授课式知识科普方法，让参与者亲身实践，不仅能查看真实卫星（约60颗开源卫星）下传的数据，还可以操作测控台，让卫星执行发布的指令，比如拍摄过顶照片并下传回地面等。除了技术方面的优势，该项目还配置有酷炫的展示软件和极具未来感的测控台，测控台四周可采用高清投影仪，全方位展示太空景象，让人仿佛置身于宇宙之中，给人沉浸式的超凡体验。接下来对项目的具体细节进行简单介绍： 卫星测控站由显示屏、投影仪、测控台、航天模型、测控软件、地面站六部分组成。其中，测控台可对卫星实时测控，测控台可安装触摸屏，使操作者更便捷的了解各卫星的信息及功能；显示屏可采用高清投影仪、超清LED大屏或全息裸眼3D技术展示卫星云图、卫星运行轨迹、卫星下传的数据与图像等，效果炫酷可获得沉浸式体验。在馆外同步架设地面站，这是与真实卫星通联不可或缺的设备。本套产品采用UHF/VHF频段天线，支持绝大多数小卫星的通信频段，收发一体功能齐全，占地面积小。 测控软件可观测列表中的卫星，均为真实在轨卫星；在正常显示2D卫星轨迹基础上，还可利用3D实时展示卫星运行轨迹，点击卫星后即可展示卫星详细数据，显示内容含卫星轨道三维姿态、卫星星下点轨迹、卫星拍摄的图像、卫星云图、卫星过顶预报等。 沉浸式卫星测控站的优势有： 1.多种交互方式：可进行的通信方式多，包括遥测、遥控、语音、莫尔斯电码、 气象云图等，也能进行实时通信。接收卫星的遥测数据，控制卫星进行拍照并下传照片，通过卫星进行拍照并下传照片，通过卫星进行实时通信，收集一些开源气象卫星的云图。 2.卫星数量多：可接收60颗开源卫星的数据，用户使用时选择其中一颗进行 通信。 3.真实卫星通信：测控站列表内可通信卫星都是天上在轨飞行的真实卫星。 4.沉浸式体验：界面炫酷、立体感强，可获得沉浸式效果。通过亲手对卫星进 行测控，激发参与者的航天热情，增长航天知识。 沉浸式地面站项目面向各大中小学以及具有航天主题或对航天知识科普有 意向的科技馆，相信无论学生还是各行各业的社会人士，都很容易实现对卫星的测控。北京信成未来科技有限公司（https://www.360docs.net/doc/0d7386018.html,/）期待与有意向的单位合作。我们都知道，航天并不是遥不可及的事。
卫星测控模型
卫星或飞船测控模型 摘要 本文对通过测控站分布问题进行了简化，建立了数学模型。我们对卫星或飞船如何运行，如何使测控站合理分布，以及如何使测控站数最少等问题进行了分析讨论，最终计算出最少的测控站数。 对于问题一，我们先得出每一个测控站的最大测控区域对应的圆心角与卫星或飞船离地高度的关系式)93sin arcsin 93180 2H R R +-- （＝β， 因为所有测控站与运行轨道共面且是个圆周，则对卫星或飞船进行全程跟踪测控最少为 ]360[ β =N 个测控站。 但是对于不同的轨道上的卫星或飞船，则有不同的情况。为此我们分别对同步卫星、远距离的卫星或飞船、近地轨道的卫星或飞船进行分 序号 出现的情况 所需要测控站个数 1 离地36000km 同步卫星 1 2 远距离超过的卫星 3 3 近地轨道200km 的卫星或飞船 16 α，所以卫星或飞船的运行轨道只在以球心为中心，半径为R+H 的球面，去掉上下两个高度为（H+R ）(1-sin α)的球冠剩余的部分 。 方法一，首先，我们采用测控点测控区域重叠的方式，以圆的内接正方形的边为重叠部分的交线，所以得出重叠后能完全监控测控区域所对应的圆心角 )2 tan 22arctan( 21ββ= 从而得出需要布控监控点的纬线数及纬度，最后得出总监控点数为 ∑ == i i i N 1 1 cos 2βαπ（i=…） 方法二，我们经过公式推导，得出经度差的表达式：3 2? ? ? ??+=?R H R A π ； 假设卫星或飞船沿固定的轨道运转n 1后，卫星或飞船又回到了原来的出发点上， 即满足A n n ?=π 212条件。此时，测控站所要测控的范围，并且所需要的测控 站数也减少了，其测控范围即为一条近似于正弦函数曲线图像。再运用简化思想把曲线拉直成为直线l 。以测控站所对应的测控圆的直径d 截取。最后，得到最 少所需的测控站数为 ????? ???????+-=)93sin arcsin 87sin(H R R N π 关键词：测控面，经度差， 排布
卫星测控中心
测控中心下辖西安测控技术部。渭南、南宁、喀什、厦门、青岛、长春、佳木斯等固定测控站和三个活动测控站，以及国外测控站。大多建在城市，形成了以西安为中心的中国卫星测控网。 航天卫星遥感测控地面站总汇(23个) 十五个地面测控站 101.长城站——中国科学院长春卫星测控站(长春市净月潭西山) 102 北京站(海事卫星地面站) 103 渤海站青岛 104 桂江站昆明-(沾益县) 105 南海南岛站(榆林海军基地) 106 新疆天山站(疏勒县羊大曼)中国航天第一站 107 渭南秦岭站(28号计算站) 108 厦门前哨战(南京军区防空观通站) 109 鲁山黄河站(中国紧急状态分指挥中心) 110 石家庄地球站(通信) 111 广州气象卫星地面测控站 112 佳木斯地面测控站 113 中国航天飞行指挥(控制)中心——北京唐家岭 114 中国卫星海上测控基地(江苏-江阴市) 115 中国科学院-中国遥感卫星地面站 移动测量站(四艘海上测量船) “长江1号”——(远望-1号测量船) “长江2号”(远望-2号测量船) “长江3号”(远望-3号测量船) “长江4号”(远望-4号测量船) 海外观测站 O-01 巴基斯坦(卡拉奇站) O-02 肯尼亚 (马林迪站) O-03 吉利巴斯(塔拉瓦站) O-04 西南非洲 (纳米比亚站) 基地及飞行(控制)指挥中心 001 北京唐家岭基地(中国航天城) 201 中国卫星海上测控基地(江苏-江阴市) 202 西安卫星测控中心(渭南28号计算站) 203 中国科学院-中国遥感卫星地面站(广州) 四大发射中心(火箭发射基地) 1.酒泉卫星发射中心(内蒙-额济纳旗塞汉桃来) 2.西昌卫星发射中心(四川凉山州冕宁县) 3.太原卫星发射中心(山西苛岚县) 4.海南发射场(文昌市)
卫星测控站监测资料
拟建项目东北侧约600m坐落着三座卫星地面测控站（分别是中国广播卫星通信公司北京测控站、中宇卫星移动通信有限责任公司以及中国东方通信有限责任公司测控站），工作频率约为4 GHz~5GHz；同时，在拟建项目地块代征公园用地内有一座塔架，经现场调查，该塔架为北京移动通信公司租用空军所属用地建立的一座移动通信基站，该基站建于20世纪90年代初，高约30m，塔架上移动通信天线共分上下两层，上层共包括6个天线，工作频率为900MHz，下层有3个天线，工作频率为1800MHz。 为全面了解拟建项目所在地的电磁环境质量，本次评价委托北京奥达清环境质量检测有限公司针对拟建地块东北侧的三座卫星地面测控站和地块内的移动通信基站对拟建地块电磁辐射影响进行了测试。 3.3.3.1监测时间、监测点位 监测时间：2009年1月16日，气象条件为晴，4℃，相对湿度40％ 监测点位：在拟建地块东北角和西南角分别设一个监测点，在距离拟建地块东北角50m、150m和350m处各设一个监测点，共5个监测点（1#~5#监测点）；此外，在拟建地块内现有移动通讯基站东侧距离50m处设1个监测点（6#监测点）。监测点布置见错误！未找到引用源。。 3.3.3.1监测仪器、监测项目 监测仪器及编号：HI-2200（00084251/00086955） 监测项目：功率密度（w/m2） 3.3.3.1监测结果 拟建项目电磁辐射监测结果见表错误！文档中没有指定样式的文字。-1。 表错误！文档中没有指定样式的文字。-1 电磁辐射监测结果单位：（μ 2
由表错误！文档中没有指定样式的文字。-1可知，1#~5#监测点电磁辐射功率密度为0.03~0.18μW/cm2，6#监测点电磁辐射功率密度为0.20μW/cm2，皆远小于《电磁辐射防护规定》（GB8702-88）中的公众照射导出限值，即频率范围900MHz~1800MHz为40μW/cm2和频率范围4GHz~5GHz为50~70μW/cm2的限值要求。
观卫星测控中心有感
实践报告 —观西安卫星测控中心有感2008302260 9284 张妍 12月5日,08级自动化学院的全体学生要去参观学习.因为受甲流影响，我们班集体被隔离，没能参与这次活动。12月13日，在学校的统一组织安排下，我们终于参观到了那片心中的神秘地带——西安卫星测控中心。 中午1点钟，我们坐校车出发，经过一个多小时的车程，我们终于来到了位于陕西省西安市东郊的西安卫星测控中心，还没下车就看到警卫人员笔挺的站在门口附近，顿时，大家严肃了很多。下车后，身着军装的工作人员对我们的到来表示欢迎，同时给我们安排参观的有关事项。在途中我就想，这个卫星测控中心是什么样子，尽管我们学校发展三航特色，但对于航天知识还真只是略知一二，以前在电视上看到过神舟系列发射时的控制室，这次有专门的人讲解，去全面的进行参观，心中难免激动。正当我在无限的遐想之中时，班主任罗老师组织大家站好队按次序准备进馆参观，我们就排好队兴致勃勃的去满足对航天知识的求知欲。 在来之前我上网查了这里的地理位置，与此同时了解到不少有关的历史情况。它始建20世纪60年代末，初期位于陕西省渭南地区，建设初期完成了中国的第一颗人造地球卫星（1970）和第二颗人造地球卫星(1971)的跟踪、测量任务以及初期中国试验通信卫星的变轨、定点的跟踪、遥测、遥控任务。80年代中迁至西安。经过扩建到80年代末，西安卫星测控中心已具有能对多个卫星同时进行实时跟踪测量和控制的能力，并且具有任务后分析和软件开发的能力。 稍作休息调整后，在工作人员的指挥和带领下，我们排好队戴上鞋套有序地进入展厅。 参观之前工作人员给我们介绍了展厅的概况。中心由中心计算机系统、监控显示系统、综合通信网、时间统一勤务系统及相应的研究室组成。中心计算机系统是由多台高性能计算机经由星形耦合器与以太网连接而成。具有较高的可靠性，较强的处理能力，并配有多星测控系统软件。监控显示系统是面向指挥人员和工作人员给出航天器的各种参数的各种设备组合，由大屏幕的图像显示和表格显示、X-Y记录器显示、各种台式屏幕显示器以及监控台等组成。它是我国唯一一
卫星和飞船的跟踪测控分析
卫星和飞船的跟踪测控分析 摘要： 建立区域卫星导航系统的测控网是卫星导航系统要解决的关键问题之一。本文讨论我国测控站的布设问题，利用MATLAB建立卫星或飞船运行模型，计算出测控站需要个数，结合CAD画图来分析测控站对卫星或飞船的可观测性。分析测控站对卫星或飞船的全程观测的影。利用我国有限的国土跨度和航天测控资源确保对卫星或飞船的全称测控任务的完成。 区域导航卫星的特殊性和混合轨道的复杂性对测控站的布局提了性的要求，从测控站对导航卫星的可见性，观测几何强度以及跟踪定轨精度的几方面来看，在国内布设测控站能满足卫星导航系统的基本测控要求，但各测控站应尽量拉开，基线越长，测控站几何条件越优。 对于问题一，通过分别假设卫星绕地球运行的轨道是一个圆和一个椭圆来建立两个模型，通过模型的求解得到了在所有测控站都与卫星或飞船的运行轨道共面的情况下至少应建立3个测控站才能对其进行全程跟踪测控。 对于问题二，卫星或飞船的运行轨道有一固定夹角 ，且卫星或飞船在离地面高度h的球面S上运行。我们将卫星或飞船的运行轨道投影到地球表面上，得到如图03-2所示，由于卫星或飞船的运行轨道不变，而地球不断在自转，所以轨道的投影面在不断变化，所以测控站全程测控的范围即为卫星轨道的投影面。 对于问题三，我们在互联网上搜索神七发射时的测控站点的分布信息，此时将这些数据作为有效数据进行卫星定轨，并结合问题一和问题二的解题步骤，分析这十个测控站点对神七所能测控的范围。通过模型的求解得到了在所有测控站都与卫星或飞船的运行轨道共面的情况下至少应建立10个测控站才能对其进行全程跟踪测控。 关键词：区域卫星导航系统测控站全程跟踪测控星下点覆盖