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人民网专访中国电子科技集团十所副总工程师唐军

来源:人民网     作者:     发布时间:2011年11月04日              

 

 

    主持人:各位人民网的网友大家好,我们非常荣幸地能够在北京飞控的前方采访到中国电子科技集团载人航天工程副总设计师、中国电子科技集团第十研究所副总工程师唐军老师。
    唐老师,请问您在此次任务当中所承担的任务是什么?
    唐军:我是电子科技集团载人航天工程副总设计师,主要对口测控通信分系统,我们集团是载人航天工程副总指挥单位,集团的熊总是载人航天工程副总指挥,集团专门成立了921办,主管我们集团内部载人航天工程。我们集团在载人航天工程里面主要承担了电子信息系统的研制,包括测控通信系统,还有一些电子元器件。另外,还有一些试验载荷等等,主要是电子信息方面的。
    我对口的是测控通信系统。
    主持人:您在测控通信系统当中主要研究方向是什么?因为我们知道您还有一个头衔是工程师。
    唐军:测控通信系统在我们集团内部主要有几个单位合作,一块建设。一个是科技集团第十研究所,一个是27研究所,一个是39研究所,一个是54研究所,还有14研究所,有五六家单位强强联合,共同为载人航天工程完成测控通信系统。测控通信系统是指对航天飞行器的测量,包括跟踪测量、遥控遥测,主要完成这些功能。另外,就是通信功能。通信包括话音通信和图像传输通信。整个我们所做的设备主要完成这个任务。
    具体设备包括十多个固定站,就是陆地上的十多个固定站,还有3个船站,就是远望3号船、5号船、6号船,还有中继卫星的系统,包括01星和02星,另外还包括一些外测系统,外测系统有箭载应答机、逃逸指令接收机等等,测控系统还是很多的。它对整个历次载人航天任务以及这次交会对接任务都是有至关重要的作用,也是载人航天工程七大分系统之一,一个重要分系统之一。
    主持人:唐老师您的团队主要是做哪一部分的科研成果呢?
    唐军:我们这个团队,实际上是几个研究所。10所,就是我所在的单位,是一个测控总体单位。27所也是一个总体单位。54所也是一个总体单位。39所主要是做天线。前三个单位是这样的,10所主要是负责船站和部分固定站,54所是负责部分固定站,27所负责的是机动站。我所在的10所负责测控通信系统设备总体、信道、终端、时统等的研制。
    主持人:这次天宫和神八交会对接任务当中我们有没有什么新的成果和新的技术的应用呢?
    唐军:载人航天测控是90年代初开始建设,到90年代末开始应用,就是神舟一号开始应用,到现在有近20年了,它在这里面起到很大的作用。这一次神舟八号相对于以前来讲,相对于神七、神六来讲,主要的新的地方,一个是高覆盖率,一个是多目标。高覆盖率体现在,第一次正式启用天基测控系统,就是刚才谈到的天链一号01星和02星,中继卫星系统正式启用,在我们没有启用中继卫星前,所有的陆站加船站,对测控飞行器的覆盖率是18%的样子,加了01、02星以后能达到70%,这是它的覆盖率就提高了。另外就是多目标。“天宫一号”目标飞行器要和神舟八号飞船进行对接,就意味着测控系统同时要对两个目标进行测量和控制,这也是一个大的创新,就是功能上的一个创新。这就意味着要进行多目标的同时精确测量。这两个是大的。我们分别为实现这两个创新做了很多工作,比如,我们在天链系统里面有低速、中速、高速的数传,有S频段、K频段等多频段,这样的话,就在频段上、码速率上、工作模式上等等都实现了一系列的创新。从多目标的角度来讲实现了码分多址等等这些技术。
    主持人:这些技术也是我们电科集团这次推出的一些新技术,在“天宫一号”和神舟八号当中应用的新技术。
    唐军:这些新技术都要在我们电科集团所做的设备里面逐一的进行突破,才能达到现在的水平。
    主持人:使用了这些新技术之后,像您刚才所说的多目标或者多覆盖率,在我们的感官上有什么具体的体现吗?就是这种影响。比如说是不是我们可以看得更清楚,或者是天地对话更通畅,可以实时对话。
    唐军:首先天基系统的建设当中实现了高覆盖率和高码速率,码速率高了整个话音和图像的质量就有所提高。覆盖率提高了以后,我们就能全过程对飞行过程、对接过程进行观看和监视,这样便于我们操作。以前我们覆盖率只有百分之十几,主要是我们对分离点等一些关键的节点能够看到,现在基本上整个发射弧段我们都能看到,以后如果载人的话,也都能够实现和人的语音对话,而且语音的质量和图画的质量都会提高。
    主持人:就是会比我们在神七或者神六、神五上高很多。
    唐军:一个是连续,一个是图像质量、话音质量要好。
    主持人:也就是说以前我们看的可能是断断续续的画面,现在整个画面就可以连起来了。我听您刚才说了很多技术的亮点,在这些技术亮点当中,哪些是我们需要去攻关的,比如说非常困难的一些地方。比如说空间天气是否会对这些技术产生影响呢?
    唐军:说到这些技术,就比较多了,也比较细了。首先Ka频段是在我们国家这么大型的用还是第一次,包括Ka频段15米的天线,包括Ka频段的信道,包括Ka频道的功放等等都是突破性的。另外就是高码速率中继传输,也是突破性的。另外天基测控有多种模式,比如我们在神八和“天宫一号”对接的过程中,有的是用的中速在传图像,有的用的高速的数据在传图像,不同的调制和解调的模式,多种模式,高频段,这些都是我们在设备研制中,在我们国内是首次突破的,也是在国际上比较先进的技术。
    主持人:唐老师提到了国际,我想可能很多网友都和我一样,比较关心刚才唐老师说的这些新技术。这些新技术在现在国际整个科研水平当中处于什么样的地位呢?有一些是领先的吧。
    唐军:实事求是地讲,测控系统,按照现在来讲,应该说,相对于美国还是有差距的。美国的中继卫星系统从70年代开始到现在已经发展了将近30年,它具有全球覆盖、具有多目标同时测控,另外,它的码速率也很高,使用非常灵活,就是用户按需分配等等。我们国家应该说很快,就是从21世纪初开始建设到现在很快实用,应该说很快,在某些性能上已经能够达到国际水平。比如它的传输速率、功能方面、测量精度,但是和美国来讲还是有差距,但是和国际上其他国家来讲,已经是很先进了。
    主持人:我们和美国之间差距最大的体现在哪一方面?
    唐军:最大的方面就是应用程度。因为我们国家的天基系统刚建设,整个用户量,就是用户的容量还不是很大。美国有多址系统,就是一颗中继星能够支持二三十个飞行器同时测量和数传,我们国家还没有这么大的容量,这是最大的差别。我想不远的将来很快就可以把这一块补上去的,就是用一颗中继星实现多个飞行器的测量、控制和数据传输。
    主持人:我们知道明天凌晨一点到两点可能就会实现我们所说的交会对接任务的完成,在这个交会对接任务当中,您觉得我们的技术亮点在什么地方呢?
    唐军:交会对接是这样一个过程:首先是由地面和天基测控系统对它进行测量,这包括测量两个飞行器(目标飞行器和神舟八号轨道),另外对他们内部的传感器进行遥测,内部的温度等等,然后根据这些进行控制,包括他们的速度进行控制,速度和轨道。控制到基本上两个很接近,然后速度又差不多的时候,就是神八稍微比目标飞行器快一点的时候,就逐渐逐渐对接,逐渐逼近,逐渐对接。逼近的过程,就是说地面测控系统和天基测控系统一直控制到50公里的样子,就把它交给自主导航系统,就是目标飞行器和神舟八号之间的交会对接系统,他们进行自主导航,然后逐渐逐渐靠拢,最后两个对接。是这么一个过程。
    在这个过程中,首先我们的地面测控和天基测控系统要可靠,要有精度,能够把它按照预定的送到50公里这种预定的轨道里面,同时还要引导两个飞行器之间的导航系统,让他们成功地进行捕获,捕获了以后就由两个飞行器自动进行对接,这里面核心的,一是前面我说的多目标测控,另外就是后面的自主导航和微波交会系统以及激光交会系统,微波交会雷达和激光交会雷达是这次首次使用,激光交会雷达也是我们集团做的,它对最后交会对接的成功有决定性的作用。
    主持人:是一个新技术,也是一个决定性的技术。
    唐军:新技术、新设备,也是这次交会对接起决定作用的一个手段。
    主持人:激光系统是要怎么产生作用呢,在交会对接过程当中?
    唐军:激光的测量精度很高,而我们要求交会对接的时候,这两个飞行器的姿态差别,就是它有一个相当于旋转角度的差别,不能超过5度,它的距离要在10多个厘米之内,它的速度也是厘米量级,就是每秒也是10个厘米的样子,就是这么轻轻追上的情况下进行对接,如果太快了就撞坏了。这个激光的测量精度是非常高的,激光测量精度能够达到毫米、厘米,就是厘米或者毫米量级,这样的话,它就能够保证,就是它的测量手段能够保证两个飞行器最后能够达到,速度和距离能够达到厘米量级,成功交会对接,所以激光手段在这里面非常重要。
    主持人:您认为这次交会对接如果成功之后,对我们国家的航天技术以及民间应用的技术会有什么样的意义和影响呢?
    唐军:首先交会对接本身对于我们航天来讲是一个里程碑的事件,从技术来讲,它也是航天事业发展的一个瓶颈期,这个技术解决了之后,就意味着我们的航天事业又将迎来一次广阔的发展。比如交会对接瓶颈技术突破了,我们下一步做空间站或者做深空探测、载人登月等等这些航天事业就有了技术基础。所以,交会对接在我们航天事业的整个发展当中是一个非常重要的事件,也是一件非常有意义的事情。
    主持人:航天技术应用到转化为民用这方面有没有?
    唐军:那就很多了。首先,比如民用,就是为了交会对接搞的天基测控系统,中继卫星,这部分就可以对民用的遥感卫星等等进行连续的传输。比如我们对整个国家的矿产资源、地理信息,包括灾害的情况、海洋资源的情况进行探测的时候,以前探测的数据是没有办法连续实时地传到国内的,现在有了中继卫星系统,它就能够把这些数据实时地传到国内,那就意味着对整个国家的整个宏观情况就有及时的了解,便于进行决策。
    另外,对民用飞行器也能够进行连续的测量,高覆盖率的测量。这是作为它为了支持载人航天工程的测控系统,对以后的民用飞行器的应用提供的一些作用。
    另外交会对接技术在以后民用的发展上,包括深空探测、载人登月,太空探测方面也都是很有价值的。
    主持人:在下一步中国电科集团,比如说我们的神九、神十上有没有新的技术预见,可以给我们透露一下吗?
    唐军:首先是我们的测控系统还要为他们服务,而且更加完善,覆盖率更高,要争取达到100%,现在是70%,争取达到100%,码速率这些要更进一步提高,就是让它的服务质量更好。
    主持人:到100%有没有一个时间预期呢?
    唐军:很快,应该五年之内吧。这是测控方面的。
    另外,我们集团搞的激光交会系统,激光交会雷达,在神八、神九上都要应用,可以说性能更好了,也更可靠了。
    另外,我们集团的其他电子信息系统,也会在神八、神九上,包括进行一些电子元器件的试验等等,也包括我们做的一些有效载荷,也会在神八、神九、空间站上进行应用和做试验。
    主持人:我们期待唐军老师刚才所介绍的这些新技术能够尽早面世。感谢唐军老师能够接受我们今天的采访。谢谢。
    唐军:谢谢主持人,谢谢网友。

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