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深空探测是指脱离地球引力场，进入太阳系空间和宇宙空间的探测。 深空测控系统是对执行深空探测任务的航天器进行跟踪测量、监视控制和信息交换的专用系统，其在深空探测任务中具有不可替代的地位和作用。 通常，将地面的多个深空测控站组成的测控网称为深空网或深空测控网，特指专门用于深空航天器测控和数据传输的专用测控网。它配有大口径抛物面天线、大功率发射机、极高灵敏度接收系统、信号处理中心以及高精度高稳定度时间和频率系统，能完成200万公里以远深空航天器的测控任务。 为了克服地球自转影响，实现对深空航天器的连续跟踪，深空网的布局通常是在全球范围内经度上间隔120度布站，这样就可以确保对距离地球表面距离在3万千米以上的航天器进行连续跟踪。 ▲NASA深空网不同轨道高度航天器的覆盖示意 美国NASA深空网 美国NASA深空网由在全球按经度间隔120°分布的三个深空通信综合设施组成，分别位于美国加州的戈尔德斯通、西班牙的马德里和澳大利亚的堪培拉，深空网的操作控制中心位于美国加州帕萨迪纳的喷气推进实验室（JPL）。NASA深空网是目前世界上规模最大、能力最强的深空测控系统。 ▲美国NASA 深空网布局 ▲JPL深空网操作控制中心 戈尔德斯通深空通信综合设施(北纬35°25′36″，西经116°53′24″)，位于美国加州的莫哈维沙漠。建有70m天线1个，34m高效率（HEF）天线1个，34m波束波导（BWG）天线4个，正在新建1个34m BWG天线。 ▲美国加州戈尔德斯通的深空通信综合设施 马德里深空通信综合设施(北纬40°25′53″，西经4°14′53″W), 位于西班牙首都马德里以西60km，建有70m天线1个，34m高效率天线1个，34m波束波导天线2个，目前有2个34m波束波导天线在建。 ▲西班牙马德里的深空通信综合设施 堪培拉深空通信综合设施(南纬35°24′05″，东经148°58′54″), 位于澳大利亚首都堪培拉西南40km ，建有70m天线1个，34m高效率天线1个，34m波束波导天线2个，目前有2个34m波束波导天线在建。 ▲澳大利亚堪培拉的深空通信综合设施 NASA深空网可以实现以下功能：①获取航天器遥测数据、②向航天器发送遥控指令；③跟踪测量航天器的位置和速度；④进行甚长基线干涉测量观测（直接测量航天器或射电源的角位置）；⑤为无线电科学实验测量无线电波的变化；⑥接收科学探测数据；⑦监控深空网的性能。 ESA深空网 ESA深空网的建设始于1998年，目前已经建成了全球分布的三个具有35m口径天线的深空站，分别是澳大利亚新诺舍站、西班牙塞弗雷罗斯站和阿根廷马拉圭站，三个深空站可以由位于德国达姆施塔特的欧洲空间操作中心（ESOC）进行远程操作控制。ESA是世界上第二个建成全球布站深空测控网的航天机构。 ▲ESA 深空测控网布局示意 新诺舍深空站（南纬31° 2' 53.61'，东经116° 11' 29.40'），位于澳大利亚西部珀斯市以北150km新诺舍镇以南8km，2003年建成。 ▲新诺舍深空站 塞弗雷罗斯深空站（北纬40° 27' 09.68',西经04° 22' 03.18'），位于西班牙马德里以西的埃维拉省塞弗雷罗斯城以南12km，2005年建成。
▲塞弗雷罗斯深空站 马拉圭深空站（南纬35° 46' 33.63'，西经69° 23' 53.51'），位于南美洲阿根廷西部门多萨省马拉圭市以南30km，距离布宜诺斯艾利斯市1200km，2012年建成。
▲马拉圭深空站 中国深空测控网 中国也有布局相对完善的深空测控通信网。大家比较熟悉的，有西安卫星测控中心的喀什测控站、以及佳木斯深空站等。其中，佳木斯深空站，位于中国黑龙江省佳木斯市，2013年建成。
▲佳木斯66m深空站 喀什深空站，位于中国新疆维吾尔自治区喀什市， 2013年建成。
▲喀什35m深空站 作者简介：李海涛，北京某研究所研究员，我国月球探测工程嫦娥四号任务测控系统总设计师，首次火星探测任务测控系统总设计师。享受国务院政府特殊津贴，百千万人才工程国家级人选。先后获得第十届中国青年科技奖，第十八届中国科协求是杰出青年奖，国家科技进步特等奖1项，国家技术发明二等奖1项，部委级科技进步一等奖3项、二等奖2项。 |
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