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揭秘北京航天飞控中心高密度测控协同和动态规划技术

归档日期:06-17       文本归类:动态规划      文章编辑:爱尚语录

  中新网北京10月27日电 (姜宁 祁登峰)如果把再入返回飞行试验任务比作是“嫦娥”姑娘的一次地月旅行,那么北京航天飞行控制中心突破掌握的高密度测控协同和动态规划技术,为这次远达38万公里的旅程量身打造了一份准确详细又能灵活调整的“精品攻略”。

  “标称计划”是这份精品攻略的名字。从嫦娥启程奔月,到再入安全返回,8天共196小时的旅程中,有6000多条嫦娥姑娘与地面协同的事件,全靠“标称计划”引导。也有人把“标称计划”比作是发动机,就像汽车跑起来全靠发动机驱动一样,嫦娥的地月旅行任务要靠“标称计划”驱动。

  然而,为嫦娥打造这份旅行攻略并不是一件简单的事情。该中心任务规划计划岗位主任设计师彭德云告诉记者,“制定计划的基础是分析清楚测控协同信息。光照、姿态、测控条件、指令数量、发令时机……需要考虑的因素太多了。各种状态交叉揉和,多种约束并行存在,对制定‘标称计划’来说是一个巨大的挑战。”

  彭德云给记者举了一个密集发令的例子。去年嫦娥三号任务中,着陆器和巡视器两器分离阶段是地面科技人员最苦、最累的一段时间。七、八个小时要发600多条指令,而且条条指令事关成败,必须判明状态、多方确认才能发出。时间如此紧张,状态如此复杂,“标称计划”如何安排才最合理?为解决这个问题,他们光专题讨论会就开了上百次。

  这次任务有过之而无不及。7天时间里“标称计划”要安排6000多条发,平均每分钟一条令,可以说全程都是密集发令。这种状态下,“标称计划”这份攻略又该如何打造?然而,彭德云这次却没有丝毫担,“我们有了‘杀手锏’武器!”他高兴地说。

  彭德云所说的‘杀手锏’武器就是该中心最新突破掌握的高密度测控系统和动态规划技术。这项技术包含两个一:一种崭新的规划计划设计思想——“锚点联动分层设计”;一套新研软件系统——“预报合成显示输出系统”。

  “锚点联动分层设计”是将“标称计划”中相关联的指令事件分层规划并设置锚点标识。这样在排计划或者修改计划时不但条目清晰,而且能实现联动修改,大幅降低计划调整所带来的任务风险。就像一盘混杂在一起的针,外形一模一样,但材质有铁、也有铜和银。要把铁针筛选出来,最好的办法就是哪一块磁铁把所有的铁针吸附上来。而“标称计划”的锚点标识就是这块磁铁。

  “预报合成显示输出系统”作用就更大了。打开这个系统,软件界面上各方向测站信息、跟踪约束、测控条件等都非常直观,清晰可见。不论要分析多少约束条件下、何种测站配置下、什么任务状态下的测控协同信息,只要在软件上设置好相应参数信息,很快就能在软件图表显示界面进行动态直观的分析。

  “现在的多目标任务,测控网状态复杂、飞行时间长、控制事件密集,如果仅依靠人工来分析测控协同信息,几乎是不可能完成的。”该中心总师周建亮说,“有了这套软件,就能将抽象的信息数据图形化,将虚拟的约束条件直观化,大幅度提高了测控协同分析的效率和制定‘标称计划’的准确性。”

  据周建亮介绍,以前碰到临时更改任务状态情况,要完成‘标称计划’的调整修改一般要花费几个小时,甚至几天的时间。现在遇到大规模的调整也用不了一个小时,小范围调整则只需几分钟就能完成,而且经过软件的智能自动检测,出错概率基本为零。(完)

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