国外航天发射场测控布站及其设施

国外航天发射场测控布站及其设施 cast.ac.cn魏晨曦 汪琦 韦荻山    航天发射场是为保障航天运载火箭的装配、发射前准备、发射、弹道测量、发送指令以及接收和处理遥测信息而专门建造的一整套地面设备、设施和建筑。在这里重点介绍美国、苏联/俄罗斯、欧洲、日本、印度以及巴西的航天发射场的测控站部署及设施情况。 1 美国 　　 美国主要的航天发射场有2个：卡纳维拉尔角发射场和范登堡空军基地。前者包括美国空军的东靶场和肯尼迪航天中心，后者为西靶场。 　　 1.1 卡纳维拉尔角发射场 　　 该发射场位于（28.5°N/81°W），是美国航宇局（NASA）的载人与不载人航天器进行飞行前的试验、测试、总装和实施发射的重要基地。 　　 (1) 肯尼迪航天中心 　　 该中心成立于1962年7月, 是美国航天发射的重要基地。它包括技术阵地和发射阵地两大部分。 　　 (2) 卡纳维拉尔角的地面跟踪系统 　　 该系统由一系列的跟踪站和跟踪船组成（跟踪站见表1）。跟踪站、靶场测量船和测量飞机，可将东靶场伸展到非洲好望角以东洋面，从而可以不受限制地跟踪空间发射目标。东靶场还在大西洋和印度洋区设有远方跟踪站，保障入轨段。 　　 共建 共享  中国国防科技论坛

2005-05-24 01:00

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anycall                等级：管理员      文章：2141      现金：27170      经验：27170      魅力：8713      登陆：      注册：2005-05-14

第 2 楼 坚持军民结合、寓军于民方针，大力推进民用工业企业参与国防建设 (3) 梅里特岛站 　　 该站用来保障从肯尼迪角向东南方向发射的航天器的上升段，还用于保障在肯尼迪角降落的航天器的再入段。为了提供与航天器的S波段通信，又在该站以北约64km 处的庞斯德利昂设了一个附属站，与梅里特岛站之间通过一个三跳微波系统通信。 　　 表1 卡纳维拉尔角跟踪站一览表 站号 站 名 简 况 1 卡纳维拉尔角    2 丘辟特海湾 在卡纳维拉尔角正南约 160km处 3 大巴哈马岛 距卡纳维拉尔角 270km，设有MOD－2雷达、AN/FPS－8和AN/FPS－16雷达，尤多普、阿祖萨和BC－4弹道照相机，以及遥测、指令控制等多种设备 4 伊柳塞拉岛 距卡纳维拉尔角 560km，设有MOD-2、米斯特拉姆弹道照相机等 5 大土耳克 距卡纳维拉尔角 1250km，有MOD-2雷达、AN/TPQ-18雷达、遥测设备、指令控制设备 6 安提瓜 距卡纳维拉尔角约 2000km，临近中程导弹弹着区，设有MOD-2、AN/FPS-16、AN/FPQ-6雷达以及TLM-18遥测天线等，是一个重要跟踪站 7 阿森松 距卡纳维拉尔角约 8000km，洲际导弹弹着区在该岛附近，设有MOD－4、AN/FPS－16、TTR雷达和TLM－18、TAA－3天线以及红外跟踪系统等设备，是个重要的跟踪站 8 比勒陀利亚 在南非，设有 TLM－18天线及通信站 1.2 范登堡空军基地 　　 该发射场建于1964年5月，地理坐标为（34°37＇N/120°35＇W），是美国最重要的军用航天发射基地，用于发射战略导弹、各种军用卫星和极轨卫星，并进行武器系统试验。 　　 范登堡空军基地的地面跟踪系统分布在加利福尼亚海岸和太平洋诸岛上，由雷达跟踪、遥测设备和遥测接收站、光学跟踪设备、通信设备、定时信号中心以及气象设备等组成。 　　 (1) 雷达跟踪 　　 它包括各种脉冲雷达和被动式连续波雷达，其跟踪设备设置在大陆、海岛、跟踪船以及下靶场的各个群岛上，如默古角、圣尼科拉斯岛和阿圭洛角等。范登堡空军基地雷达跟踪设备见表2。 　　 (2) 遥测设备和遥测接收站 　　 为了接收遥测数据，在默古角、阿圭洛角、圣尼科拉斯岛和夏威夷设有固定遥测站，还有成套设备的遥测船、机动遥测车和遥测飞机，主要的遥测数据处理设备安装在默古角。 　　 (3) 光学跟踪设备 　　 它包括固定电影经纬仪、可移动电影经纬仪、机动光学跟踪装置、跟踪望远镜和各种电影和静态画面摄影（照相）机。这些光学跟踪设备设在默古角、阿圭洛角、范登堡空军基地和圣尼科拉斯岛等地。 　　 (4) 通信设备 　　 整个基地的通信由默古角通信中心来协调，是音频信号、数字信号、控制信号和电传打字线路的会合点。在默古角操作楼里，柯林斯公司240路的微波多路传输系统把阿圭洛角、圣克鲁斯岛、默古角和圣尼科拉斯岛上的一些设备联结在一起。 　　 (5) 定时信号中心 　　 它设在阿圭洛角、默古角和圣尼科拉斯岛上。 　　 (6) 气象设备 　　 它包括默古角、阿圭洛角和圣尼科拉斯岛上的3个固定站，以及2个远洋站。另外，还用气象探测火箭来获得海拔30480m高度的气象概略数据。 　　 表2 范登堡空军基地雷达跟踪设备 型 号 数目 架 设 地 点 用 途 AN/FPS－16 4 默古角 精密跟踪和靶场安全 4 圣尼科拉斯岛 精密跟踪和靶场安全 2 阿圭洛角 精密跟踪 1 科克（夏威夷） 精密跟踪和靶场安全 AN/MPS－19 1 皮拉尔角    2 圣尼科拉斯岛 空中监视 AN/FPS－6A 1 阿圭洛角 测高 AN/FPS－41 1 夸贾林岛 1） 暴风雨探测 AN/FPN－33 2 阿圭洛角 靶场安全 AN/APS－20 1 默古角 水面监视 1 圣克鲁斯岛 水面监视 1 圣尼科拉斯岛 水面监视 1 阿圭洛角 水面监视 AN/SPS－5B 2 阿圭洛角 区域防务 AN/SPS－6C 1 默古角 空中监视 N/SPS－8A 1 默古角 测高 AN/MPS－26 1 圣尼科拉斯岛 空中监视 2 默古角 靶场安全 AN/MPS－19 2 阿圭洛角 靶场安全 AN/MPQ－38 2 巴尔金沙滩（夏威夷） 精密跟踪 SG－1B 1 默古角 水面监视 CR－548/615 3 圣尼科拉斯岛 精密跟踪 M33 1 阿圭洛角 精密跟踪 1 范登堡空军基地 精密跟踪 1 巴尔金沙滩 精密跟踪 1 夸贾林岛 精密跟踪 1 恩尼威托克岛 精密跟踪 科塔 1 默古角 精密跟踪 2 范登堡 靶场安全 范洛特 1 科克（夏威夷） 靶场安全 1 阿圭洛角 靶场安全 1）夸贾林岛还有奈克－3系统的战术雷达，它由美国陆军提供。 　　 共建 共享  中国国防科技论坛

2005-05-24 01:01

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第 3 楼 1.3 航天发射场的改造 　　 2000年，美国空军对2个航天发射场系统进行了现代化改造。根据发射场现代化计划，美国空军增加了2个航天发射场的发射设备，以满足更多的商业发射和日益增长的“国际空间站”的需要。对发射场的改进包括：增加发射场的测量设备、网络设备以及控制和显示设备。发射场改进后，预计能大幅度地降低未来发射的费用和风险。 　　 1.4 未来天基跟踪靶场的建设 　　 2002年4月，美国空军和 NASA决定合作研制可重复使用运载器（RLV）。它们提出了天基跟踪靶场的概念，用于监控 RLV在东、西靶场以外的任何地点的发射与回收。这样就可以解除必须从美国东、西靶场进行航天发射的限制。 　　 在美国内陆新的地点发射RLV，根本就没有适合的跟踪遥测能力。解决的办法是另建天基靶场，利用“全球定位系统”（GPS）和“跟踪与数据中继卫星”（TDRS）提供跟踪及遥测支持。 2 苏联/俄罗斯 　　 苏联/俄罗斯有普列谢茨克、拜科努尔和斯沃博德内3个航天发射场。 　　 2.1 普列谢茨克航天发射场 　　 它是苏联主要的军用航天器发射场，地理坐标是（62.8°W/40.1°E）。 　　 该发射场的测控设施包括“织女”外弹道测量系统、发射区的2个测量站，以及沿运载火箭飞行轨迹在沃尔库特、诺里利斯克、塞克蒂夫尔地区和新大地设置的4个测量站组成。这些测量站送来的信息在和平城的计算中心进行处理。 　　 2.2 拜科努尔发射场 　　 拜科努尔发射场于1955年兴建，位于（45.6°N/ 63.4°E）。其主要任务是发射载人飞船、卫星、月球探测器和行星探测器，进行各种导弹和运载火箭的飞行试验。另外，它还进行拦截卫星和部分轨道轰炸系统的试验。 　　 拜科努尔发射场的测控系统由地面系统与船载测控系统组成。在该发射场的航区周围就大约设置了15个测控站。在飞行初始段内使用5个站，即咸海北岸的阿拉尔斯克站，发射场东南锡尔河畔的克孜耳－奥尔达站，处于航区中央的拜科努尔跟踪/指令站，发射场区正北的阿曼格尔德站，以及由反导靶场仪器设备组成的萨雷沙甘站。发射场的主要测控站还有贝加尔湖西北的克拉斯诺亚尔斯克站和堪察加半岛东海岸的彼得罗巴甫洛夫斯克站。其中1个处于载人飞船的入轨点和向太平洋发射导弹或运载火箭的航区之内；另1个处于导弹和运载火箭部分射程试验的末区，也是载人航天器和导弹、运载火箭向太平洋发射时的最后一个陆地站。此外，在新西伯利亚切利诺格勒、诺沃阿尔泰斯克、伊尔库茨克、雅库茨克也设有测控站。为了弥补陆地测控站的不足，还使用了不少海上测量船进行跟踪。杰兹卡兹甘站和卡拉干达站是载人飞船回收时的关键站，负责飞船的回收工作。 　　 在地面跟踪站中，一些地基雷达和光学跟踪网络用来监视每次发射活动，提供实时跟踪数据，包括卫星背景影像等。主要的雷达装置有各种相控阵雷达和各种地基预警雷达网络。在载人飞行计划中，有7个主要的地面站来保证航天器的通信、指挥和控制。另外，还有大量的海洋跟踪测量船组成的通信跟踪网。这些舰船与一些较小的船只一起沿大西洋和西太平洋部署，配合发射活动的进行。苏联/俄罗斯载人航天测控网共包括19套多功能测控设备，分别为：运行段测控站共有16套，拜科努尔发射场有1套，测量船共有2套。测控设备兼有测轨、遥测、遥控、通信和电视传输等多种功能。多功能测控设备天线为抛物面，分为8m和25m两种口径。 　　 位于肖尔格沃站内的中继卫星终端站是2颗“射线”（LUCH）中继卫星的转接站。通过与中继卫星的双向通信传输测轨数据、遥测数据、遥控指令、话音与电视信息。终端站工作于Ku波段，上行频率为14.6GHz，下行频率为10.9GHz。它使用3个载频和2个副载频，天线是口径为16m的抛物面，波束宽度约0.l°。 　　 2.3 斯沃博德内航天发射场 　　 斯沃博德内航天发射场于1996年3月建立。在该发射场内有11个指挥测量站。目前，该中心控制着150多颗卫星，包括侦察、气象、导航、通信和海洋监视卫星等。 共建 共享  中国国防科技论坛

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第 4 楼 3 欧洲 　　 欧洲航天发射中心（圭亚那航天中心，也叫库鲁发射场）由法国空间研究中心领导，建于l966年，位于南美洲北部大西洋海岸的法属圭亚那，地理坐标为（5°14＇N/ 　　 52°46＇W）。 　　 3.1 圭亚那航天中心的主要设施 　　 圭亚那航天中心的主要设施沿着大西洋海岸，分布在库鲁和锡纳马里之间30多千米的地区内。其技术中心*近库鲁，包括能同时处理5颗卫星的测试厂房等设施。“阿里安”运载火箭发射区在库鲁西南约18km处，建有3个发射场。 　　 3.2 圭亚那航天中心的地面跟踪系统 　　 该中心共有5个遥测接收站，包括1个活动站和4个固定站。活动站在巴西培兰，设有直径为4m的天线，可以连续接收通过S波段（2200～2290Hz）传输的遥测信息；固定站包括佩尔山上的加里奥特站、卡宴附近的蒙大博站、巴西的纳塔尔站和NASA的阿森松岛设施，都设有直径10m的天线。 　　 在“阿里安”火箭的发射助推阶段，约有1200个遥测信息要传送到地面。该火箭的地面跟踪使用了5个地面站：① 库鲁的迈特站，距离“阿里安”发射场约3km，该站装备了2部C波段阿杜尔(Adour)雷达；② 库鲁附近的勒布隆德站，距离发射场20km，它设有1部C波段布列塔哥尼雷达；③ 卡宴附近的蒙大博站，离发射场约70km，它备有1部C波段布列塔哥尼雷达；④ 伊内斯站，接近巴西的纳塔尔，它备有1部C波段贝安雷达；⑤“阿里安”火箭的跟踪系统还包括设在佩尔山和罗亚勒岛的2台红外自动跟踪电影经纬仪，它们离发射场约20km。“阿里安”火箭向东发射时，要使用巴西的纳塔尔、美国的阿森匈和加蓬的利伯维尔附近建立的跟踪站。另外，圭亚那航天中心、西班牙的维拉弗郎卡、比利时的雷杜、德国的奥登林山和魏尔海姆、肯尼亚的马林迪、澳大利亚的帕斯以及日本的茨城等地面站组成了欧空局的卫星跟踪网。