李济生院士

2017年11月5日19时45分,我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭,成功发射两颗“北斗”三号全球组网卫星，开启了“北斗”卫星导航系统全球组网的新时代。“北斗”系统的全球监控困难应该不大，因为二三十颗星分布在全球，围绕地球旋转，相当于排队通过我们的领空,可以逐颗测控。而且我们已在国外建立有地面站，如南美、欧洲、非洲、巴基斯坦，也可以对“北斗”卫星系统进行跟踪。我国卫星测控技术能取得今天的成就与几十年的发展密不可分。


长征运载火箭发射“北斗”卫星

1967年我国开始组建卫星测控系统；1970年，发射了第一颗“东方红”卫星，到目前为止天上工作的卫星约有150多颗。


“东方红”二号卫星变轨过程

总体而言，我国卫星测控技术发展顺利，已达到国际先进水平。曾经遇到的困难是轨道计算。1970年代轨道计算误差在几千米，到1984年时，虽然定轨精度提高到了200米，但还不能满足当时对定轨精度的指标要求。经过多年努力之后，1993年定轨精度达到国际先进水平，满足了我国航天技术发展的需求。

现在，我国测控技术有了很大的提高。像雷达测距，以前的误差在20几米，现在误差小于5米；1970年时，卫星测速误差60厘米/秒，到80年代就提高到2.5厘米/秒，经多年努力，现在测量精度有了进一步提高。


卫星测控和通讯设备

我国早已实现激光测距，精度可以达到1~2个厘米。

在覆盖率方面，不但实现了部分全球布站，而且，也已利用中继卫星实施测控。天基测控探测方面做了一些试验和技术探索，在不久的将来也会用上。

在航天器测轨方面，目前已利用天文观测网对航天器进行测轨。例如：原来属于天文探测网的VLBI（verylongbaselineinterferometry，甚长基线干涉仪），其测量精度达到0.05角秒（注：雷达精度一般是20~40角秒）。

我国航天测控技术虽然达到了国际先进水平，但是与美国相比还有差距。美国在全球布设了20多个地面监控站，并早已实现了深空测控，1977年发射的“旅行者1号”探测器，已经飞出太阳系，距地球几十亿千米，还能接收到它的信号。

在空间态势感知方面，美国可以对2万多个空间目标进行编目，到2018年可实现对20万个目标编目，我国还有较大差距。

未来我国航天测控技术总的发展方向是优化地基，发展天基，构建深空，综合利用。

除了刚才提到的天地基一体化外，还会利用自然界存在的一些信息进行测定轨。例如，X射线脉冲星测轨。这种脉冲星直径大小只有十几千米，快速自转并发射X射线，当X射线的波束扫到地球方向时，卫星可以收到它的信号。X射线脉冲星的脉冲周期特别稳定，利用脉冲到达时间可以测定航天器的轨道。


“远望”六号卫星测控船

全球布站和海上测控。现在测控站主要在国内，西到喀什，东到佳木斯，南到海南。对近地卫星，我国国内测控站每天只能看到卫星6圈，仅依靠国内测控站对卫星测控，其测控时间还不到卫星运行时间的5%。因此要通过全球布站和海上测控来扩大测控覆盖范围。

航天器以后还要智能化。自己监控状态、控制轨道、处理故障。