遙測(cè)、慣導(dǎo)、計(jì)算機(jī) 細(xì)說(shuō)電子技術(shù)助飛船
| 遙測(cè)系統(tǒng)就好比火箭和飛船的“神經(jīng)”，探知著工作狀態(tài)，感受著內(nèi)外環(huán)境。 慣性制導(dǎo)系統(tǒng)猶如火箭和飛船的“五官”，擔(dān)負(fù)著火箭和飛船在茫茫太空中的飛行方向、方向速度和所在位置的測(cè)量功能。 火箭能平穩(wěn)、安全地按預(yù)定軌道直射太空而驚嘆，這是因?yàn)樗鼡碛芯艿摹按竽X”———計(jì)算機(jī)。 遙測(cè)系統(tǒng)：敏感的“神經(jīng)” 神舟六號(hào)載人航天工程順利實(shí)施，從電視畫面中，我們看到了火箭與飛船在地面控制中心的指令下準(zhǔn)確地完成了各種規(guī)定，從火箭點(diǎn)火升空直到航天員順利返回，這些控制指令的下達(dá)與箭船執(zhí)行情況的判定，都少不了被稱為航天遙測(cè)遙控技術(shù)及設(shè)備獲得的各種數(shù)據(jù)、參數(shù)來(lái)提供保障。 中國(guó)航天時(shí)代電子公司旗下的704所作為我國(guó)遙測(cè)技術(shù)的中心研究所，為航天員飛天的交通工具———火箭和飛船梳理著敏感的“神經(jīng)”。 應(yīng)急記錄器就是俗稱的黑匣子，它能抗大沖擊、耐上千攝氏度的高溫，還不怕海水浸泡，這也是我國(guó)自主研制成功的第一個(gè)航天用黑匣子。此外，神舟六號(hào)飛船遙測(cè)系統(tǒng)中的圖像系統(tǒng)是我國(guó)火箭發(fā)射史上第一次將圖像測(cè)量系統(tǒng)安裝于火箭上的新技術(shù)。它是基于神舟五號(hào)飛船的又一次重大技術(shù)狀態(tài)的變更，在我國(guó)自主研發(fā)第一次使用，通過(guò)圖像顯示可獲取火箭在飛行過(guò)程中更多的信息，進(jìn)一步地提高載人航天飛行試驗(yàn)的可靠性。 具有國(guó)際先進(jìn)水平的載人航天測(cè)控網(wǎng)數(shù)十套地面遙測(cè)、數(shù)傳、記錄設(shè)備也從這里誕生。其中，數(shù)傳設(shè)備是最新設(shè)計(jì)的產(chǎn)品，為適應(yīng)載人航天的需要采用了新的傳輸體制和新的數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)。從酒泉到青島、從新疆到廈門的廣闊地域，從亞洲到非洲的國(guó)外站，都安裝配置了這些設(shè)備，并跟隨遠(yuǎn)望號(hào)航天測(cè)量船游弋在太平洋、印度洋、大西洋上。當(dāng)中國(guó)航天員遨游太空的時(shí)候，飛船的工作狀態(tài)，航天員的脈搏、血壓等生理信息，航天員向祖國(guó)親人問(wèn)好的話音，航天員在飛船艙內(nèi)工作和生活的畫面，通過(guò)分布在世界范圍的遙測(cè)、數(shù)傳設(shè)備接收下來(lái)，并源源不斷地匯集到載人航天任務(wù)指揮控制中心。 慣導(dǎo)系統(tǒng)：出眾的“五官” 神舟六號(hào)飛船和它的運(yùn)載火箭長(zhǎng)征二號(hào)F上都安裝有高精度的慣性制導(dǎo)系統(tǒng)。它擔(dān)負(fù)著運(yùn)載火箭和飛船在茫茫太空中的飛行方向、方向速度和所在位置的測(cè)量功能，這是航天領(lǐng)域中重要關(guān)鍵技術(shù)之一。 中國(guó)航天時(shí)代電子公司慣導(dǎo)中心作為慣性器件專業(yè)研制單位，分別承擔(dān)了“神舟”宇宙飛船和“神箭”運(yùn)載火箭中慣性系統(tǒng)的研制任務(wù)?？梢宰院赖卣f(shuō)，我國(guó)研制的載人航天慣性制導(dǎo)系統(tǒng)是世界上先進(jìn)的慣性制導(dǎo)系統(tǒng)。 慣性系統(tǒng)是飛行器控制和導(dǎo)航的關(guān)鍵設(shè)備，能測(cè)量飛行器的角速度、加速度、姿態(tài)角、速度和位置等參數(shù)。自1992年開展研制任務(wù)以來(lái)，研制設(shè)計(jì)工作富有成效，在歷次飛行任務(wù)中，表現(xiàn)出良好的性能和可靠性。在“神舟”宇宙飛船研制中，慣導(dǎo)中心承擔(dān)了撓性慣性測(cè)量組合和手控陀螺的研制及生產(chǎn)任務(wù)。 在“神舟”宇宙飛船的歷次發(fā)射任務(wù)中，都使用了慣導(dǎo)中心研制的撓性慣性測(cè)量組合裝置。這次在神舟六號(hào)返回艙中，安裝了慣導(dǎo)中心研制的八表?yè)闲越萋?lián)慣性測(cè)量組合裝置，該慣性測(cè)量組合與飛船上的其他控制設(shè)備一起構(gòu)成飛船的控制系統(tǒng)。慣性測(cè)量組合在飛船的飛行過(guò)程中，敏感飛船在俯仰、偏航和滾動(dòng)等方向上的旋轉(zhuǎn)角速率及軸向加速度，并將這些信息輸出給計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)對(duì)飛船的飛行姿態(tài)和飛行軌跡的控制，保證飛船能夠按照預(yù)先設(shè)計(jì)的飛行軌跡飛行。 撓性慣性測(cè)量組合和手控陀螺，與船上的其他慣性器件構(gòu)成可靠性冗余系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)慣性測(cè)量裝置的管理，在出現(xiàn)故障時(shí)能做到故障判別、故障隔離和系統(tǒng)的重構(gòu)，保證飛船和宇航員安全返回。 平臺(tái)系統(tǒng)采用了先進(jìn)的可靠性冗余技術(shù)，提高平臺(tái)系統(tǒng)的工作可靠性。高可靠性慣性平臺(tái)系統(tǒng)作為運(yùn)載火箭控制系統(tǒng)中的一個(gè)關(guān)鍵和重要部分，在火箭的飛行過(guò)程中為控制系統(tǒng)提供火箭的飛行姿態(tài)信息，與箭上計(jì)算機(jī)一起實(shí)現(xiàn)對(duì)火箭的飛行控制，保證火箭在整個(gè)飛行過(guò)程中能夠按照預(yù)定的飛行軌跡飛行。平臺(tái)系統(tǒng)的性能與精度直接關(guān)系到“神箭”運(yùn)載火箭的飛行軌跡和“神舟”宇宙飛船的入軌精度。 神舟六號(hào)飛船和長(zhǎng)征二號(hào)F運(yùn)載火箭所采用的慣性系統(tǒng)形式多種多樣，既使用了氣浮支承的陀螺穩(wěn)定平臺(tái)系統(tǒng)，也使用了撓性支撐的陀螺和加速度計(jì)組成的捷聯(lián)系統(tǒng)，還使用了液浮陀螺的捷聯(lián)系統(tǒng)，這些都是當(dāng)今世界上先進(jìn)的慣性系統(tǒng)，不但精度高，而且都經(jīng)過(guò)各種型號(hào)的運(yùn)載火箭多次飛行任務(wù)的考驗(yàn)，更重要的是無(wú)論在火箭上，還是在飛船上都分別安裝有兩套或兩套以上的慣性系統(tǒng)，構(gòu)成高可靠的冗余系統(tǒng)，也就是說(shuō)，無(wú)論哪套系統(tǒng)出現(xiàn)故障，其余的系統(tǒng)仍然能使飛船準(zhǔn)確入軌并安全返回地面，保障航天員的生命安全。 箭載計(jì)算機(jī)：精密的“大腦” 在長(zhǎng)征二號(hào)F火箭和神舟六號(hào)飛船上，作為計(jì)算機(jī)與集成電路科研生產(chǎn)為一體并相互配套的專業(yè)研究所，中國(guó)航天時(shí)代電子公司771所在載人航天工程中，為火箭、飛船和航天員配套研制生產(chǎn)的主控計(jì)算機(jī)等電子設(shè)備近數(shù)十臺(tái)（套）。這些精密的“大腦”，不僅積極營(yíng)造了航天員在天上舒適的生存空間，而且也為火箭、飛船的安全提供了保障。 比如，艙載醫(yī)監(jiān)設(shè)備能夠監(jiān)測(cè)航天員在飛行過(guò)程中的心電、呼吸、氣溫、血壓等指標(biāo)，對(duì)航天員實(shí)施全面有效的監(jiān)督，使其能夠身體健康地返回地面。 為了研制與以往不同的、更為精細(xì)的“大腦”，771所讓這一設(shè)備可以將檢測(cè)到的信號(hào)通過(guò)多種通道傳輸?shù)讲煌牡胤?，使航天醫(yī)學(xué)專家隨時(shí)了解航天員的生理參數(shù)。由于航天員在飛船中血壓、脈搏等弱信號(hào)的采集比較困難，飛船內(nèi)的醫(yī)監(jiān)設(shè)備與一般醫(yī)用監(jiān)測(cè)儀器相比，在功能、體積、環(huán)境上已經(jīng)有了很大的不同。 環(huán)境控制與生命保障數(shù)據(jù)處理裝置，可以控制返回艙內(nèi)的氧、氮、壓力、溫度、濕度、煙火報(bào)警、滅火指令等，調(diào)節(jié)環(huán)境參數(shù)，確保航天員生命安全。 飛船適時(shí)接收信號(hào)、發(fā)出信號(hào)和飛船內(nèi)部的指揮，全要依靠船上的控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，771所研制和生產(chǎn)了這一系統(tǒng)的多個(gè)關(guān)鍵設(shè)備的硬件和軟件。同時(shí)，根據(jù)飛船總體的要求，在研制返回艙主控計(jì)算機(jī)時(shí)，大膽采用新的體系結(jié)構(gòu)，為飛船“一個(gè)故障，繼續(xù)工作；兩個(gè)故障，安全返回”的自主容錯(cuò)能力提供了保證。 火箭飛行過(guò)程中，計(jì)算機(jī)不僅僅控制飛行姿態(tài)，還控制火箭一、二級(jí)在燃料耗盡時(shí)脫離箭體的級(jí)間分離；火箭點(diǎn)火后，若出現(xiàn)嚴(yán)重故障，為了保證火箭發(fā)射場(chǎng)的安全以及飛行軌道沿途群眾及重要設(shè)施的安全，計(jì)算機(jī)將在一個(gè)限定區(qū)域內(nèi)發(fā)出自毀信號(hào)，引爆火箭；為使地面測(cè)控人員掌握火箭飛行情況，計(jì)算機(jī)還在飛行過(guò)程中持續(xù)發(fā)送數(shù)字量遙測(cè)信號(hào)。當(dāng)然，除了對(duì)計(jì)算機(jī)功能的要求，它的可靠性及環(huán)境適應(yīng)性要求也很高。冬天低溫可達(dá)攝氏零下三十度，夏天攝氏三四十度的高溫，以及飛行過(guò) 771所研制的新型箭載計(jì)算機(jī)，利用冗余技術(shù)為長(zhǎng)征二號(hào)F火箭的安全線增加了“砝碼”。特別是在火箭故障檢測(cè)處理系統(tǒng)中，按照火箭總體的要求，成功研制出故障檢測(cè)處理器。從發(fā)射前15分鐘到船箭分離，這個(gè)處理器就像一只眼睛，嚴(yán)密監(jiān)視著火箭，對(duì)火箭是否有故障進(jìn)行判斷，并根據(jù)火箭故障模式的不同，啟動(dòng)逃逸程序向航天員報(bào)警。若火箭在上升階段出現(xiàn)故障，逃逸程序控制器就要發(fā)揮作用，使航天員脫離危險(xiǎn)區(qū)域，安全著陸。遙測(cè)系統(tǒng)就好比火箭和飛船的“神經(jīng)”，探知著工作狀態(tài)，感受著內(nèi)外環(huán)境。 慣性制導(dǎo)系統(tǒng)猶如火箭和飛船的“五官”，擔(dān)負(fù)著火箭和飛船在茫茫太空中的飛行方向、方向速度和所在位置的測(cè)量功能。 火箭能平穩(wěn)、安全地按預(yù)定軌道直射太空而驚嘆，這是因?yàn)樗鼡碛芯艿摹按竽X”———計(jì)算機(jī)。 遙測(cè)系統(tǒng)：敏感的“神經(jīng)” 神舟六號(hào)載人航天工程順利實(shí)施，從電視畫面中，我們看到了火箭與飛船在地面控制中心的指令下準(zhǔn)確地完成了各種規(guī)定，從火箭點(diǎn)火升空直到航天員順利返回，這些控制指令的下達(dá)與箭船執(zhí)行情況的判定，都少不了被稱為航天遙測(cè)遙控技術(shù)及設(shè)備獲得的各種數(shù)據(jù)、參數(shù)來(lái)提供保障。 中國(guó)航天時(shí)代電子公司旗下的704所作為我國(guó)遙測(cè)技術(shù)的中心研究所，為航天員飛天的交通工具———火箭和飛船梳理著敏感的“神經(jīng)”。 應(yīng)急記錄器就是俗稱的黑匣子，它能抗大沖擊、耐上千攝氏度的高溫，還不怕海水浸泡，這也是我國(guó)自主研制成功的第一個(gè)航天用黑匣子。此外，神舟六號(hào)飛船遙測(cè)系統(tǒng)中的圖像系統(tǒng)是我國(guó)火箭發(fā)射史上第一次將圖像測(cè)量系統(tǒng)安裝于火箭上的新技術(shù)。它是基于神舟五號(hào)飛船的又一次重大技術(shù)狀態(tài)的變更，在我國(guó)自主研發(fā)第一次使用，通過(guò)圖像顯示可獲取火箭在飛行過(guò)程中更多的信息，進(jìn)一步地提高載人航天飛行試驗(yàn)的可靠性。 具有國(guó)際先進(jìn)水平的載人航天測(cè)控網(wǎng)數(shù)十套地面遙測(cè)、數(shù)傳、記錄設(shè)備也從這里誕生。其中，數(shù)傳設(shè)備是最新設(shè)計(jì)的產(chǎn)品，為適應(yīng)載人航天的需要采用了新的傳輸體制和新的數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)。從酒泉到青島、從新疆到廈門的廣闊地域，從亞洲到非洲的國(guó)外站，都安裝配置了這些設(shè)備，并跟隨遠(yuǎn)望號(hào)航天測(cè)量船游弋在太平洋、印度洋、大西洋上。當(dāng)中國(guó)航天員遨游太空的時(shí)候，飛船的工作狀態(tài)，航天員的脈搏、血壓等生理信息，航天員向祖國(guó)親人問(wèn)好的話音，航天員在飛船艙內(nèi)工作和生活的畫面，通過(guò)分布在世界范圍的遙測(cè)、數(shù)傳設(shè)備接收下來(lái)，并源源不斷地匯集到載人航天任務(wù)指揮控制中心。 慣導(dǎo)系統(tǒng)：出眾的“五官” 神舟六號(hào)飛船和它的運(yùn)載火箭長(zhǎng)征二號(hào)F上都安裝有高精度的慣性制導(dǎo)系統(tǒng)。它擔(dān)負(fù)著運(yùn)載火箭和飛船在茫茫太空中的飛行方向、方向速度和所在位置的測(cè)量功能，這是航天領(lǐng)域中重要關(guān)鍵技術(shù)之一。 中國(guó)航天時(shí)代電子公司慣導(dǎo)中心作為慣性器件專業(yè)研制單位，分別承擔(dān)了“神舟”宇宙飛船和“神箭”運(yùn)載火箭中慣性系統(tǒng)的研制任務(wù)。可以自豪地說(shuō)，我國(guó)研制的載人航天慣性制導(dǎo)系統(tǒng)是世界上先進(jìn)的慣性制導(dǎo)系統(tǒng)。 慣性系統(tǒng)是飛行器控制和導(dǎo)航的關(guān)鍵設(shè)備，能測(cè)量飛行器的角速度、加速度、姿態(tài)角、速度和位置等參數(shù)。自1992年開展研制任務(wù)以來(lái)，研制設(shè)計(jì)工作富有成效，在歷次飛行任務(wù)中，表現(xiàn)出良好的性能和可靠性。在“神舟”宇宙飛船研制中，慣導(dǎo)中心承擔(dān)了撓性慣性測(cè)量組合和手控陀螺的研制及生產(chǎn)任務(wù)。 在“神舟”宇宙飛船的歷次發(fā)射任務(wù)中，都使用了慣導(dǎo)中心研制的撓性慣性測(cè)量組合裝置。這次在神舟六號(hào)返回艙中，安裝了慣導(dǎo)中心研制的八表?yè)闲越萋?lián)慣性測(cè)量組合裝置，該慣性測(cè)量組合與飛船上的其他控制設(shè)備一起構(gòu)成飛船的控制系統(tǒng)。慣性測(cè)量組合在飛船的飛行過(guò)程中，敏感飛船在俯仰、偏航和滾動(dòng)等方向上的旋轉(zhuǎn)角速率及軸向加速度，并將這些信息輸出給計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)對(duì)飛船的飛行姿態(tài)和飛行軌跡的控制，保證飛船能夠按照預(yù)先設(shè)計(jì)的飛行軌跡飛行。 撓性慣性測(cè)量組合和手控陀螺，與船上的其他慣性器件構(gòu)成可靠性冗余系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)慣性測(cè)量裝置的管理，在出現(xiàn)故障時(shí)能做到故障判別、故障隔離和系統(tǒng)的重構(gòu)，保證飛船和宇航員安全返回。 平臺(tái)系統(tǒng)采用了先進(jìn)的可靠性冗余技術(shù)，提高平臺(tái)系統(tǒng)的工作可靠性。高可靠性慣性平臺(tái)系統(tǒng)作為運(yùn)載火箭控制系統(tǒng)中的一個(gè)關(guān)鍵和重要部分，在火箭的飛行過(guò)程中為控制系統(tǒng)提供火箭的飛行姿態(tài)信息，與箭上計(jì)算機(jī)一起實(shí)現(xiàn)對(duì)火箭的飛行控制，保證火箭在整個(gè)飛行過(guò)程中能夠按照預(yù)定的飛行軌跡飛行。平臺(tái)系統(tǒng)的性能與精度直接關(guān)系到“神箭”運(yùn)載火箭的飛行軌跡和“神舟”宇宙飛船的入軌精度。 神舟六號(hào)飛船和長(zhǎng)征二號(hào)F運(yùn)載火箭所采用的慣性系統(tǒng)形式多種多樣，既使用了氣浮支承的陀螺穩(wěn)定平臺(tái)系統(tǒng)，也使用了撓性支撐的陀螺和加速度計(jì)組成的捷聯(lián)系統(tǒng)，還使用了液浮陀螺的捷聯(lián)系統(tǒng)，這些都是當(dāng)今世界上先進(jìn)的慣性系統(tǒng)，不但精度高，而且都經(jīng)過(guò)各種型號(hào)的運(yùn)載火箭多次飛行任務(wù)的考驗(yàn)，更重要的是無(wú)論在火箭上，還是在飛船上都分別安裝有兩套或兩套以上的慣性系統(tǒng)，構(gòu)成高可靠的冗余系統(tǒng)，也就是說(shuō)，無(wú)論哪套系統(tǒng)出現(xiàn)故障，其余的系統(tǒng)仍然能使飛船準(zhǔn)確入軌并安全返回地面，保障航天員的生命安全。 箭載計(jì)算機(jī)：精密的“大腦” 在長(zhǎng)征二號(hào)F火箭和神舟六號(hào)飛船上，作為計(jì)算機(jī)與集成電路科研生產(chǎn)為一體并相互配套的專業(yè)研究所，中國(guó)航天時(shí)代電子公司771所在載人航天工程中，為火箭、飛船和航天員配套研制生產(chǎn)的主控計(jì)算機(jī)等電子設(shè)備近數(shù)十臺(tái)（套）。這些精密的“大腦”，不僅積極營(yíng)造了航天員在天 |
