時空道宇星座測控，開拓商業航天新局面

星座衛星按照特定的時間和空間規律運行，可以充分發揮多星的疊加效應，大大提升衛星星座的應用效能。在完成星座設計和衛星製造之後，時空道宇也將構建面向商業領域的星座測控系統，將面向多星、多站、多中心構建測控一體化管理，實現星座的自動化、智能化運行。

時空道宇新疆庫爾勒地球站

01

衛星測控——跟蹤、遙測和遙控

一般來說，衛星測控(TT&C, Tracking, Telemetry and Command)包括三部分：跟蹤、遙測和命令。

跟蹤技術中，涉及到以下幾個概念：

1) 跟蹤：地球站接收衛星下發的電磁波信號，檢測出電磁波來波取向和地球站天線主波束指向角的偏差，伺服系統利用此偏差信息驅動天線，使得天線主波束實時對準衛星，跟蹤過程中，可以獲得衛星相對於地球站的方位角(Azimuth)、俯仰角(Elevation)；

2) 測速：衛星和地球站的相對高速運動，使得衛星信號到達地球站時會產生都卜勒頻移，測出該頻移就可以換算出衛星相對於地球站的徑向速度；

3) 測距：測距主要是測量出衛星和地球站之間的距離，只要獲取地球站發出的無線電信號到衛星、再從衛星轉發回地球站所需的往返時間，就可以計算出衛星和地球站的距離(Range)，目前主要有側音測距和偽碼測距兩種方法；

4) 根據得到的某時刻參數(A, E, R, t)，即可確定衛星在太空中的位置，進而確定衛星的軌道，跟蹤足夠長的弧段後，就可以預報外推衛星的未來軌道。

隨著星載GNSS定位定軌功能的普及，在一般的商用衛星中，已經不要求地球站具備測速、測距功能了，而衛星的精密定軌可以通過在地面事後處理衛星下發的GNSS數據實現。

遙測：衛星採集自己的工作狀態信息並打包，通過無線信道傳輸到地面，以便地面及時了解衛星的工作狀況。

遙控：地面將控制信息或數據通過無線信道發送給衛星，以實現地面對衛星的控制。

時空道宇將通過此次首發雙星充分驗證衛星測控系統，為未來星座的測控奠定堅實基礎。

02

地面測控網——實現星座測控

衛星測控尤其是星座測控，必須通過衛星地面測控網實現。衛星測控網主要由地球站、衛星任務控制中心和相應的支撐網絡組成。

地面測控網構架

地球站分布在全國各地甚至是全球各地，通過地面支撐網絡和衛星任務控制中心連接。地球站是衛星和地面測控網的通信接入節點，並用於地面跟蹤、測量衛星，具備全天候自動化運行的能力。地球站分布以儘量延長衛星的測控時間為準則，咱們國家的衛星測控站基本上分布在東北、西北和海南組成的大三角地區。對於星座測控，地球站將布置多波束天線或者多副伺服跟蹤天線，可同時實現多顆星座衛星測控。

時空道宇新疆庫爾勒地球站

衛星任務控制中心是衛星測控的控制大腦：規劃衛星測控任務，決定「3W」事宜，即When(何時)、Where(何地,選擇哪個地球站）、What(何事,執行什麼操作）；生成衛星遙控指令數據，接收衛星遙測數據並解析、分析和存儲；監控衛星的工作狀態，當有異常時，按照預案執行緊急操作；監控整個衛星測控網的網絡運行狀態，遠程控制各地球站。星座的衛星任務控制中心一般採取雙中心機制，提高系統的可靠性。

支撐網絡負責建立衛星任務控制中心與衛星地球站的VPN連接，完成遙控遙測、業務數據及控制數據的傳輸。

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衛星星座操作控制——自動化管理運行

星座衛星數量多，傳統的人工管理已不適應，必須實現衛星星座的自主長期在軌運行管理。這不僅要求星座衛星具備較高的自我管理能力，更要求星座測控系統具備自動化管理運行功能，在預定的規則下，自主完成多站多星測控任務的規劃，自主生成日常的衛星控制信息數據，自主分析衛星的工作狀態，自主完成遠程站控管理，自主監測衛星網絡和地面網絡的工作情況，具備異常報警和智能推薦相應預案的能力。

時空道宇星座效果圖

星座測控任務中，衛星星座保持、碎片規避和離軌是其中的重要任務。衛星星座在軌運行期間，星座測控系統需監測衛星相位關係，當相位超出誤差範圍時需調整軌道相位；需具備太空軌道碎片的預警規避功能，根據外部輸入的太空軌道碎片信息，當發現太空軌道碎片與星座衛星存在較大碰撞概率時，需及時進行預警，並根據警報等級決定是否進行軌道調整，規避碎片，避免碰撞造成嚴重影響；衛星壽命末期，須提前離軌，避免影響本星座其他衛星的軌道，同時啟用該軌道面上的備份星，使星座性能重新達到最優。

目前，時空道宇規劃中的星座建設將配備自主設計的星座測控系統，不斷形成商業航天技術領域的新局面。