時(shí)間：2023-09-24 15:13:19
序論：在您撰寫航空航天測(cè)控技術(shù)時(shí)，參考他人的優(yōu)秀作品可以開(kāi)闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，引導(dǎo)您走向新的創(chuàng)作高度。
Leitz高精密高效率復(fù)合式測(cè)量解決方案，將先進(jìn)的四軸聯(lián)動(dòng)技術(shù)、創(chuàng)新的FOP光纖測(cè)頭技術(shù)以及Leitz PMM高效率高精度模擬掃描技術(shù)完美的結(jié)合在一起，實(shí)現(xiàn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)整體葉輪/葉盤等復(fù)雜工件高效、全自動(dòng)測(cè)量，并將整體葉盤檢測(cè)效率提升了95%。而FOP光纖測(cè)頭特殊的測(cè)量長(zhǎng)度延伸性能，解決了航空發(fā)動(dòng)機(jī)雙層盤類工件大尺寸底徑復(fù)雜內(nèi)腔的測(cè)量疑難。
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Leica大尺寸測(cè)量與掃描技術(shù)，在全球航空航天業(yè)擁有著極高的市場(chǎng)占有率，在復(fù)材的加工制造、大尺寸測(cè)量驗(yàn)證以及飛機(jī)柔性裝配領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。洞悉分散在工廠各角落各環(huán)節(jié)質(zhì)量數(shù)據(jù)信息背后的價(jià)值，將海量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成直接用于工藝和生產(chǎn)決策的可視化信息，真正獲利于數(shù)字化和信息化制造，是?？怂箍涤?jì)量MMS測(cè)量信息管理系統(tǒng)的中心。MMS支持MBD技術(shù)，兼容所有測(cè)量設(shè)備，涵蓋從測(cè)量系統(tǒng)、測(cè)量工作、測(cè)量相關(guān)人員到全產(chǎn)品生命周期測(cè)量結(jié)果的關(guān)聯(lián)性可視化信息的提取和傳遞，既簡(jiǎn)化車間操作且促進(jìn)高層決策。
【關(guān)鍵詞】 測(cè)控應(yīng)答機(jī) 軟件無(wú)線電 測(cè)控通信 自主無(wú)線電Application of Software Radio Technology in Aerospace TT&C Transponder
Jin Jun， Sun Chen， Wang Wenwei， Jiang Yong
Abstract： TT&C transponder is core part of spacecraft C&T subsystem and it can finish the tasks of measuring range & velocity of a spacecraft， transmitting telecommand & telemetry information， etc. in cooperation with ground TT&C network. TT&C transponders in different spacecraft C&T subsystems have various operating frequency， operating bandwidth， bit rate， modulation system， coding system and ranging system. Universalization and miniaturization of TT&C transponders can be realized by taking advantage of software reconfiguration， reprogramming and multi-band multi-mode characteristics of software defined radio （SDR） technology. This article introduced application methods and research progress of SDR technology in TT&C transponders. Radiation resistant design of SDR TT&C transponders is also described. Finally the article introduced the application prospect of autonomous radio technology in future deep space TT&C transponders.
Key Words： TT&C transponder， software defined radio， C&T， autonomous radio
一、引言
測(cè)控應(yīng)答機(jī)是航天器（衛(wèi)星、飛船、探測(cè)器）測(cè)控通信（C&T）分系統(tǒng)的核心組成部分，是航天器與地面站之間進(jìn)行通信聯(lián)絡(luò)的主要通道之一，配合地面測(cè)控網(wǎng)完成對(duì)航天器的測(cè)控（TT&C）任務(wù)。測(cè)控應(yīng)答機(jī)的主要功能如下：
1、對(duì)來(lái)自地面站的測(cè)距和測(cè)速信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，完成地面對(duì)航天器的跟蹤及軌道測(cè)量；
2、接收來(lái)自地面站的遙控信息；
3、將航天器上的各類遙測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)送至地面站。
各類航天器測(cè)控通信分系統(tǒng)所采用的測(cè)控應(yīng)答機(jī)，其工作頻率、工作帶寬、碼速率、調(diào)制體制、編碼體制和測(cè)距體制各不相同。就工作頻率而言，主要有S波段、C波段、X波段、 Ka波段四種；就調(diào)制體制而言，分PM/PM體制、FM/PM體制、擴(kuò)頻體制等；就編碼體制而言，有PCM、PPM、ADPCM、PACM等；就測(cè)距體制而言，分純側(cè)音測(cè)距、偽碼測(cè)距和音碼混合測(cè)距等。由于各類測(cè)控通信系統(tǒng)之間體制標(biāo)準(zhǔn)各異，因此相對(duì)應(yīng)的測(cè)控應(yīng)答機(jī)設(shè)備也無(wú)法通用。針對(duì)不同的測(cè)控通信系統(tǒng)，需要分別研制不同的應(yīng)答機(jī)，或者在同一臺(tái)應(yīng)答機(jī)上集成不同的功能，這樣無(wú)疑在成本和時(shí)間進(jìn)度上加重了研制負(fù)擔(dān)，也增加了設(shè)備的復(fù)雜性。
軟件無(wú)線電技術(shù)是本世紀(jì)初發(fā)展起來(lái)的通信領(lǐng)域的重大技術(shù)突破。采用軟件無(wú)線電技術(shù)，利用軟件可重配置、可重編程以及多頻帶多模式的特點(diǎn)，使多個(gè)軟件模塊在同一個(gè)硬件平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)不同的標(biāo)準(zhǔn)，同一臺(tái)測(cè)控應(yīng)答機(jī)就可以兼容兩種甚至多種測(cè)控通信體制，實(shí)現(xiàn)測(cè)控應(yīng)答機(jī)的通用化，從而降低開(kāi)發(fā)成本，縮短研制周期，也更容易保障產(chǎn)品的質(zhì)量。另外，軟件無(wú)線電技術(shù)還能簡(jiǎn)化測(cè)控應(yīng)答機(jī)的硬件電路，實(shí)現(xiàn)小型化。
二、測(cè)控應(yīng)答機(jī)的基本工作原理
一種傳統(tǒng)測(cè)控應(yīng)答機(jī)的原理框圖如圖21所示。該應(yīng)答機(jī)由鎖相接收機(jī)和相干發(fā)射機(jī)兩部分組成。鎖相接收機(jī)包括低噪聲放大器（LNA）、混頻器（Mixer）、自動(dòng)增益控制（AGC）、倍頻電路、載波跟蹤環(huán)和相干解調(diào)電路等部分。接收機(jī)接收的上行射頻信號(hào)，經(jīng)過(guò)下變頻和自動(dòng)增益控制后輸出中頻信號(hào)。中頻信號(hào)分為兩路，其中一路進(jìn)入載波跟蹤環(huán)，另一路進(jìn)入相干解調(diào)電路。
載波跟蹤環(huán)包括鑒相器（PD）、環(huán)路濾波器（LPF）、壓控晶振（VCXO）和分頻器，用于對(duì)上行載波進(jìn)行鎖定、跟蹤。載波跟蹤環(huán)輸出的信號(hào)分別用作接收本振、發(fā)射本振和相干解調(diào)器（Demodulator）的基準(zhǔn)信號(hào)。相干解調(diào)器輸出信號(hào)經(jīng)濾波后分別為測(cè)距信號(hào)和遙控BPSK信號(hào)。其中測(cè)距信號(hào)還要送往發(fā)射機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。
相干發(fā)射機(jī)包括倍頻電路、調(diào)相器（PM）、功率放大器（PA）等。測(cè)距信號(hào)和遙測(cè)DPSK信號(hào)相加后直接調(diào)相在發(fā)射本振上，經(jīng)功放放大后下行輸出。
三、軟件無(wú)線電應(yīng)答機(jī)的實(shí)現(xiàn)方法
3.1軟件無(wú)線電應(yīng)答機(jī)的射頻接收前端
測(cè)控應(yīng)答機(jī)的射頻接收前端電路包括低噪聲放大器、混頻器、自動(dòng)增益控制等部分。軟件無(wú)線電應(yīng)答機(jī)對(duì)射頻前端的要求是通用性好。由于軟件無(wú)線電應(yīng)答機(jī)往往是多信道多模式同時(shí)工作，因此射頻帶寬要足夠?qū)?，能覆蓋不同的頻點(diǎn)或體制。
圖2為一種能兼容統(tǒng)一載波純側(cè)音測(cè)距和偽碼測(cè)距兩種測(cè)控體制的軟件無(wú)線電應(yīng)答機(jī)接收前端，可同時(shí)接收處理純側(cè)音測(cè)距的PM信號(hào)和偽碼測(cè)距的BPSK信號(hào)。該接收機(jī)采用了一個(gè)I/Q解調(diào)器來(lái)處理中頻信號(hào)。當(dāng)上行信號(hào)為PM信號(hào)時(shí)，由I/Q解調(diào)器中的一路（Q路）進(jìn)行載波提取，后續(xù)載波跟蹤環(huán)的環(huán)路濾波器在數(shù)字域中實(shí)現(xiàn)；而當(dāng)上行信號(hào)為BPSK信號(hào)時(shí)，I/Q解調(diào)器輸出I路信號(hào)和Q路信號(hào)，送入科斯塔斯環(huán)中進(jìn)行載波恢復(fù)，其乘法器和環(huán)路濾波器均在數(shù)字域中實(shí)現(xiàn)。對(duì)于兩種測(cè)控體制，該射頻接收前端做到了完全通用。數(shù)字部分則可通過(guò)裝載不同的軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)不同的功能，充分體現(xiàn)了軟件無(wú)線電的靈活性。
3.2數(shù)字下變頻（DDC）技術(shù)
數(shù)字下變頻（DDC）技術(shù)也經(jīng)常用于多模式測(cè)控應(yīng)答機(jī)中。數(shù)字下變頻模塊由數(shù)字混頻器、數(shù)控振蕩器（NCO）和低通濾波器構(gòu)成。占有較寬頻帶的兩個(gè)或多個(gè)射頻信號(hào)作為一個(gè)整體下變頻到接近基帶的位置，A/D轉(zhuǎn)換后，NCO與數(shù)字混頻器實(shí)現(xiàn)正交下變頻，在基帶I、Q采用數(shù)字低通濾波器來(lái)實(shí)現(xiàn)不同測(cè)控信號(hào)的選擇。與模擬下變頻相比，數(shù)字下變頻不存在混頻器雜散、本振相噪等技術(shù)難題，且具有通過(guò)軟件進(jìn)行控制修改等優(yōu)點(diǎn)。
文獻(xiàn)[1]介紹了一種既能滿足統(tǒng)一S波段（USB）測(cè)控要求，又能滿足跟蹤與數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星系統(tǒng)（TDRSS）要求的雙模應(yīng)答機(jī)。該應(yīng)答機(jī)同時(shí)接收寬帶擴(kuò)頻信號(hào)和窄帶調(diào)相信號(hào)，對(duì)兩種信號(hào)統(tǒng)一以1/fs進(jìn)行采樣。數(shù)字下變頻之后，采用窄帶濾波器提取載波的方式對(duì)兩種模式進(jìn)行識(shí)別，并對(duì)兩種信號(hào)采用不同的處理算法。
3.3數(shù)字調(diào)制發(fā)射機(jī)
傳統(tǒng)的PM/PM體制測(cè)控應(yīng)答機(jī)，下行調(diào)相通常采用射頻直接調(diào)相法。在軟件無(wú)線電應(yīng)答機(jī)中，可采用DDS實(shí)現(xiàn)中頻數(shù)字調(diào)相。在DDS的相位累加器與相位-幅度ROM之間加上一個(gè)相位加法器即可實(shí)現(xiàn)PM調(diào)相（圖3）。通過(guò)改變相位字，可使DDS的輸出信號(hào)產(chǎn)生所需要的相移。DDS調(diào)相有更高的溫度穩(wěn)定性和抗干擾能力，但難點(diǎn)在于調(diào)制度的控制時(shí)序生成[2]。
文獻(xiàn)[3]介紹了一種全數(shù)字調(diào)制的發(fā)射機(jī)，利用NCO和CORDIC算法（坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)數(shù)字計(jì)算方法）實(shí)現(xiàn)多種碼速率、帶寬和調(diào)制方式的調(diào)制信號(hào)，占用硬件資源小，可在一塊FPGA上實(shí)現(xiàn)NRZ/BPSK/PM、SP-L/PM、QPSK三種調(diào)制方式的VHDL代碼。CORDIC算法可以只利用移位、相加等簡(jiǎn)單的邏輯操作便可以產(chǎn)生正弦信號(hào)，結(jié)構(gòu)靈活簡(jiǎn)單，還能得到較高的調(diào)制精度（圖4）。
3.4數(shù)字載波跟蹤環(huán)
測(cè)控應(yīng)答機(jī)中的載波鎖定、跟蹤環(huán)路可采用低中頻數(shù)字采樣方案，整個(gè)過(guò)程在數(shù)字域中完成（圖5）。中頻信號(hào)帶通采樣，經(jīng)過(guò)正交下變頻和低通濾波后，在信號(hào)處理模塊中選出所需要的載波信號(hào)頻率特征，控制NCO的輸出頻率，從而完成FFT載波捕獲和載波跟蹤。采用FFT頻率引導(dǎo)方式只需一次引導(dǎo)就可捕獲較大頻偏并跟蹤一定的頻率變化率，相比自然牽引方式捕獲速度更快，可在較寬的多普勒頻偏范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)應(yīng)答機(jī)的迅速鎖定。信號(hào)處理模塊還要控制DDS的輸出頻率，輸出相干載波用于后續(xù)的轉(zhuǎn)發(fā)和調(diào)制解調(diào)。對(duì)于采用了數(shù)字載波跟蹤環(huán)的測(cè)控應(yīng)答機(jī)來(lái)說(shuō)，由于多普勒頻偏不會(huì)引起轉(zhuǎn)發(fā)相位誤差，因此可以大幅減小測(cè)距漂移誤差，實(shí)現(xiàn)高精度測(cè)速測(cè)距[4]。
3.5軟件無(wú)線電應(yīng)答機(jī)的抗輻照設(shè)計(jì)
軟件無(wú)線電應(yīng)答機(jī)通常采用現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列（FPGA）作為硬件實(shí)現(xiàn)平臺(tái)。FPGA具有可編程、高集成度、高速和高可靠性等優(yōu)點(diǎn)。但由于測(cè)控應(yīng)答機(jī)工作于太空環(huán)境，宇宙射線和高能粒子會(huì)對(duì)應(yīng)答機(jī)的正常運(yùn)行產(chǎn)生一定的威脅?；贔PGA等邏輯器件的軟件無(wú)線電應(yīng)答機(jī)對(duì)于單粒子效應(yīng)尤為敏感[5]，因此針對(duì)FPGA的抗輻照設(shè)計(jì)應(yīng)十分重視。
具有航天成功應(yīng)用經(jīng)歷的FPGA主要有兩類，一類為一次性編程的反熔絲型FPGA，另一類為可重編程的SRAM型FPGA。相比較而言，SRAM型的FPGA雖然在邏輯門資源、動(dòng)態(tài)重構(gòu)等方面優(yōu)勢(shì)明顯，但其對(duì)單粒子效應(yīng)尤其是單粒子翻轉(zhuǎn)（SEU）的敏感使其在宇航領(lǐng)域的應(yīng)用受限，而反熔絲型的FPGA則對(duì)單粒子效應(yīng)免疫。
為充分利用兩種類型FPGA各自的優(yōu)勢(shì)，通常采取用反熔絲型FPGA和反熔絲型PROM對(duì)SRAM型FPGA進(jìn)行監(jiān)控的方法?；鶐幚磉^(guò)程由SRAM型FPGA負(fù)責(zé)，但在設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中，反熔絲型FPGA定時(shí)讀取SRAM型FPGA中的數(shù)據(jù)并與反熔絲型PROM中的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，若發(fā)現(xiàn)存在異常則進(jìn)行重配置。采用這種方法，就可以兼顧邏輯門資源的充分利用和抗輻照可靠性的實(shí)現(xiàn)。
3.6用于深空探測(cè)的自主無(wú)線電技術(shù)
2004年，美國(guó)噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室（JPL）提出的深空自主無(wú)線電（Deep Space Autonomous Radio， DSAR）技術(shù)可以認(rèn)為是未來(lái)深空探測(cè)應(yīng)答機(jī)中軟件無(wú)線電技術(shù)的一個(gè)發(fā)展方向。該技術(shù)能利用人工智能、現(xiàn)代信號(hào)處理等前沿科技，在未知無(wú)線電環(huán)境下，僅通過(guò)觀測(cè)信號(hào)，就能自動(dòng)識(shí)別無(wú)線電信號(hào)在碼速率、協(xié)議和調(diào)制類型等方面的區(qū)別，從而對(duì)軟件進(jìn)行重新配置，實(shí)現(xiàn)各種無(wú)線電數(shù)據(jù)的接收和處理。自主無(wú)線電技術(shù)無(wú)需從地面獲取信號(hào)特性，便可自動(dòng)軟件重配從而與不同的探測(cè)器進(jìn)行通信。
另一方面，自主無(wú)線電克服了深空測(cè)控通信的盲目性，使深空探測(cè)器處理突發(fā)事件的能力加強(qiáng)，從而適應(yīng)各種未知的空間環(huán)境。比如，深空探測(cè)器在某外星球下降和著陸的過(guò)程中，將產(chǎn)生非常劇烈而不確定的多普勒變化和通信鏈路信噪比惡化。
采用了自主無(wú)線電技術(shù)的測(cè)控應(yīng)答機(jī)，能夠?qū)?lái)自遙遠(yuǎn)地球的無(wú)線電信號(hào)進(jìn)行參數(shù)估計(jì)，快速重配鏈路參數(shù)，從而以近乎最佳的方法處理劇烈的多普勒變化和信噪比變化，確保信號(hào)收發(fā)的有效性和可靠性[6]。
四、結(jié)論
測(cè)控應(yīng)答機(jī)作為宇航應(yīng)用設(shè)備，工作環(huán)境十分惡劣，因此對(duì)質(zhì)量可靠性的要求極為嚴(yán)格。采用軟件無(wú)線電技術(shù)，可以把不同測(cè)控通信體制的應(yīng)答機(jī)統(tǒng)一到一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的通用硬件平臺(tái)，更容易實(shí)現(xiàn)質(zhì)量控制。另外，基于軟件無(wú)線電的測(cè)控應(yīng)答機(jī)在性能參數(shù)上受環(huán)境溫度、工作時(shí)長(zhǎng)、供電質(zhì)量等因素影響較小，性能一致性較好，易于實(shí)現(xiàn)測(cè)控應(yīng)答機(jī)的批量生產(chǎn)。軟件無(wú)線電技術(shù)必將成為未來(lái)測(cè)控應(yīng)答機(jī)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，在航天測(cè)控通信領(lǐng)域引發(fā)新的革命，深刻地改變?nèi)祟愄剿饔钪娴姆绞健?/p>
參 考 文 獻(xiàn)
[1]莫乾坤，何晨.星載數(shù)字化TDRSS/USB雙模應(yīng)答機(jī)設(shè)計(jì)與試驗(yàn).無(wú)線通信技術(shù)，2008，3，55-58
[2] A Technical Tutorial on Digital Signal Synthesis. Analog Device Inc.， 1999
[3]姜建文，張朝杰，金小軍，金仲和.基于CORDIC算法的微小衛(wèi)星發(fā)射機(jī)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).傳感技術(shù)學(xué)報(bào)，2010，23（1），57-61
[4]L. Simone， D. Gelfusa， S. Cocchi. A Novel Digital Platform for Deep Space Transponders. IEEE Aerospace Conference Proceedings， 2004， 1432-1445
【Abstract】Based on the general situation of artificial intelligence， this paper puts forward the application significance of artificial intelligence in aerospace measurement and control technology according to the equipment requirements in aerospace measurement and control technology. According to the feasibility of the application of artificial intelligence in aerospace measurement and control technology， this paper analyzes the intelligence of the space measurement and control technology， finally puts forward the application environment and target of artificial intelligence in aerospace measurement and control technology.
【關(guān)鍵詞】人工智能；航天測(cè)控技術(shù)；應(yīng)用探究；智能化
【Keywords】artificial intelligence； aerospace measurement and control technology； application inquiry； intelligent
【中圖分類號(hào)】V55 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1673-1069（2017）05-0141-02
1 引言
人工智能在航天領(lǐng)域的應(yīng)用具有巨大潛能。航天測(cè)控技術(shù)實(shí)際上是通過(guò)測(cè)控，實(shí)現(xiàn)對(duì)衛(wèi)星的控制，這是一份較為復(fù)雜的工作過(guò)程。隨著衛(wèi)星功能的不斷增多，航天測(cè)控技術(shù)要求也越來(lái)越高。雖然我國(guó)已經(jīng)在航天事業(yè)方面位于先進(jìn)的水平，但是航天測(cè)控設(shè)備多只是實(shí)現(xiàn)遙控與測(cè)控的自動(dòng)化，與智能化的實(shí)現(xiàn)還有一段距離。因此，人工智能的應(yīng)用還有待挖掘，人工智能在航天測(cè)控技術(shù)中的應(yīng)用還有待研究。
2 人工智能的應(yīng)用概述
近年來(lái)，我國(guó)在人工智能的研究領(lǐng)域也有了較大的進(jìn)展，不少國(guó)內(nèi)學(xué)者發(fā)表了有實(shí)用價(jià)值的研究著作。人工智能在醫(yī)學(xué)診療方面取得了廣泛的應(yīng)用。隨著航天器的多功能發(fā)展，智能化的轉(zhuǎn)變，成為發(fā)揮航天事業(yè)多用途、系統(tǒng)化的決定性因素。因此，我國(guó)逐步加大了人工智能在航天測(cè)控技術(shù)中的研究，希望航天測(cè)控技術(shù)能夠自動(dòng)處理探測(cè)故障、自行進(jìn)行飛行規(guī)劃和路線設(shè)計(jì)等[1]。
3 航天測(cè)控技術(shù)中的設(shè)備應(yīng)用要求
第一，衛(wèi)星軌道測(cè)試及其引導(dǎo)系統(tǒng)。第二，航天側(cè)控技術(shù)的安全控制。第三，根據(jù)航天側(cè)控任務(wù)要求對(duì)衛(wèi)星的形態(tài)進(jìn)行分析，對(duì)其衛(wèi)星軌道實(shí)施控制。第四，航天側(cè)控系統(tǒng)要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)衛(wèi)星內(nèi)部的設(shè)備工作情況。第五，航天側(cè)控技術(shù)要求能夠?qū)πl(wèi)星上設(shè)備發(fā)生的故障，及時(shí)采取定位、排除和檢修。航天的側(cè)控應(yīng)用，對(duì)設(shè)備的響應(yīng)速度與可靠性都具有很高的要求，不僅要具有極強(qiáng)的通用性質(zhì)，還要能夠在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成對(duì)相關(guān)設(shè)備的檢測(cè)與通信，使設(shè)備間保持聯(lián)系，保證遙測(cè)技術(shù)數(shù)據(jù)正常處理流程。對(duì)設(shè)備故障等任務(wù)提出控制指令，進(jìn)而進(jìn)行執(zhí)行[2]。
4 人工智能在航天測(cè)控技術(shù)中的應(yīng)用意義
傳統(tǒng)的航天y控軟件是通過(guò)算法結(jié)構(gòu)和計(jì)算機(jī)而實(shí)現(xiàn)推理功能的，對(duì)于很多問(wèn)題還無(wú)法提供最精確的答案和描述，數(shù)值的計(jì)算能力也不夠強(qiáng)，有時(shí)只能定性推理。而人工智能的應(yīng)用，可以提升其生存能力，包括航天器的自主檢修能力、故障排除能力、定位能力等。對(duì)于航天器的軌道設(shè)計(jì)，自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)智能預(yù)先對(duì)故障檢測(cè)的定位等設(shè)置好，用編程進(jìn)行控制。隨著航天測(cè)控技術(shù)要求的不斷提升，傳統(tǒng)的編程控制已經(jīng)不能滿足當(dāng)代的應(yīng)用需求，若不向智能化測(cè)控技術(shù)進(jìn)行靠攏，其航天測(cè)繪中的數(shù)據(jù)與通信的可靠性與有效性都會(huì)受到不同程度的影響，導(dǎo)致接收到的數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確、不完整。因此，我國(guó)很多專家專門成立研究小組，對(duì)航天測(cè)控技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，分析其指令的序列、故障檢修、定位等信息，將人為的管理逐漸轉(zhuǎn)化為智能化管理。
用人工智能控制航天測(cè)控技術(shù)，不僅能夠提升航天工作的安全系數(shù)，還能夠減少航天器的使用壽命，降低人工控制費(fèi)用，減少人工管理精力，具有很明顯的優(yōu)勢(shì)。第一，人工智能能夠代替測(cè)控專家進(jìn)行智能化操作與工作，減少專家的腦力勞動(dòng)。第二，人工智能中收藏了所有測(cè)控專業(yè)的各項(xiàng)經(jīng)驗(yàn)，整合了測(cè)控技術(shù)的專業(yè)知識(shí)。第三，人工智能使航天系統(tǒng)離開(kāi)了人操控的固定模式，提高了操作的變通性和實(shí)時(shí)性，降低了人為操控影響因素。第四，人工智能使航天機(jī)械更容易操控，提升了工作效率。第五，人工智能使航天系統(tǒng)的解決問(wèn)題能力提升。第六，節(jié)約了航天器測(cè)控的維持狀態(tài)的人力和物力，配置速度加快[3]。
5 人工智能在航天測(cè)控技術(shù)中應(yīng)用的可行性
人工智能的應(yīng)用過(guò)程，實(shí)際上是將人的思維活動(dòng)進(jìn)行機(jī)械化，使機(jī)械具有類似人工的處理問(wèn)題的能力。人工智能在航天測(cè)控技術(shù)中的應(yīng)用，是航天系統(tǒng)模仿測(cè)控專家的思維和操作，進(jìn)行推理判斷，使操控程序能夠如同專家處理問(wèn)題的規(guī)則一樣，及時(shí)提供解決措施，根據(jù)我國(guó)現(xiàn)有條件可知，人工智能在航天測(cè)控任務(wù)中的應(yīng)用是可行的。測(cè)控系統(tǒng)的功能有數(shù)據(jù)庫(kù)和知識(shí)庫(kù)。前者包含遙測(cè)數(shù)據(jù)、指令和故障信息。后者包括用戶的接口、知識(shí)獲取、知識(shí)表達(dá)等。通過(guò)外部輸入數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換成系統(tǒng)能夠識(shí)別的信息，進(jìn)行格式壓縮和處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)航天器的控制，利用人工智能實(shí)現(xiàn)測(cè)控技術(shù)控制，減輕了人為負(fù)擔(dān)，也能夠提升航天測(cè)控能力。
6 航天測(cè)控技術(shù)任務(wù)中的智能化應(yīng)用分析
我國(guó)傳統(tǒng)的航天測(cè)控技術(shù)是采用一般算法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，該種方式具有封閉性，不利于技術(shù)的發(fā)展和擴(kuò)充，故障維護(hù)方面也要采用人工方式進(jìn)行解決，不適用航天事業(yè)發(fā)展。根據(jù)我國(guó)航天測(cè)控技術(shù)現(xiàn)狀，我們首先要確定測(cè)控設(shè)備智能化系統(tǒng)，選擇有針對(duì)性的部位，融合測(cè)控專家的思維，實(shí)現(xiàn)人工智能操作[3]。其次，使用智能化系統(tǒng)，還要將專家測(cè)控系統(tǒng)嵌入到設(shè)備中，再改變?cè)镜乃惴ㄅc結(jié)構(gòu)，使其逐漸適應(yīng)航天事業(yè)的改變與發(fā)展。對(duì)于智能化測(cè)控系統(tǒng)中，可以確定的系統(tǒng)由遙測(cè)信息處理系統(tǒng)、通信跟蹤系統(tǒng)、故障診斷系統(tǒng)、檢測(cè)系統(tǒng)等。這些都是容易實(shí)現(xiàn)人工智能的部分，能夠使遙測(cè)信息處理中，清楚航天器的軌道等情況。
7 人工智能在航天測(cè)控技術(shù)中的應(yīng)用環(huán)境與目標(biāo)
為了使人工智能在航天測(cè)控技術(shù)中具有可靠的應(yīng)用，要遵循一定的應(yīng)用環(huán)境和目標(biāo)。在開(kāi)發(fā)環(huán)境上，要選取經(jīng)驗(yàn)豐富的建造及測(cè)控專家進(jìn)行系統(tǒng)融合，先借助小型機(jī)進(jìn)行專家智能系統(tǒng)開(kāi)發(fā)應(yīng)用，再根據(jù)需求進(jìn)行專家系統(tǒng)開(kāi)發(fā)。在目標(biāo)方面，不僅要開(kāi)發(fā)全面、智能化的航天測(cè)控大系統(tǒng)，還要在開(kāi)發(fā)通訊上更加便捷，統(tǒng)一通訊接口，面向廣大用戶，逐步升級(jí)系統(tǒng)故障排除方案。真正實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)在線實(shí)時(shí)工作。同時(shí)，人工智能在航天測(cè)控技術(shù)中的最終目標(biāo)是將地面測(cè)控設(shè)備小型化，再將其移植到航天事業(yè)中，提升衛(wèi)星的控制能力。
8 結(jié)論
人工智能在航天側(cè)控技術(shù)中的應(yīng)用與開(kāi)發(fā)，有利于我國(guó)智能化的進(jìn)一步發(fā)展研究，對(duì)于提升航天測(cè)控設(shè)備的可靠性具有重要意義。希望本文的研究，能為提升我國(guó)人工智能在航天測(cè)控技術(shù)中的應(yīng)用水平提供借鑒。
【參考文獻(xiàn)】
【1】錢卓昊.人工智能技術(shù)在電氣自動(dòng)化控制中的應(yīng)用探究[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2016（16）：51-52.
ISSN Print: 2473-6708
ISSN Online: 2473-6724
Aims & Scope
Advances in Aerospace Science and Technology (AAST) is an open access journal. The goal of this journal is to provide a platform for researchers and practitioners all over the world to promote, share, and discuss various new issues and developments in all areas of Aerospace Science and Technology.
All manuscripts must be prepared in English and are subject to a rigorous and fair peer-review process. Generally, accepted papers will appear online within 3 weeks followed by printed hard copy. The journal publishes papers including but not limited to the breakdown of topics in 4 Dimensions: 1. Classification, 2. Life Cycle, 3. Usage, 4. Perspective. See below:
Dimension 1: Classification – Aeronautics, Astronautics, Aerospace Sciences
Aerospace is by definition broken down in Aeronautics and Astronautics. In addition different Aerospace Sciences have to be differentiated which have an application to both – air AND space.
Aeronautics
Aircraft
o Manned Aircraft (powered)
§ Heavier than Air Vehicles
- Fixed Wing Aircraft (subsonic, supersonic, transonic and hypersonic)
- Rotorcraft (helicopter, autogyro, gyrodyne)
§ Lighter than Air Vehicles
- Airships (blimps and Zeppelins)
o Unmanned Aircraft (powered)
§ Unmanned Aerial Systems (UAS)
§ Missiles
o Unpowered Flight
§ Gliders
§ Kites
§ Balloons (moored and free)
o Human Powered Flight
o Animal Flight
Aircraft Construction and Design
o Overall Aircraft Design (OAD)
o Airframe
§ Fuselage
§ Wing
§ Tail
§ Undercarriage
o Engines / Propulsion
§ Piston Engine
§ Turboprop
§ Turboshaft
§ Jet
o Systems
§ Avionics
- Aircraft Avionics
- Mission Avionics
§ Utility Systems
- Secondary Power Systems
- Protection Systems
- Cabin Systems
- Fuel Systems
- Flight Control Systems
- Landing Gear Systems
Air Transportation
o Airport Planning, Operation, Management
§ Airside
§ Landside
o Airline Planning, Operation, Management
§ Fleet Planning
§ MRO Management and Spares Logistics
§ Flight and Ground Crew Management
§ Marketing
§ Airline Partnerships
§ Airline Finances
o Air Traffic Management (ATM)
§ Air Space Management (ASM)
§ Air Traffic Flow Management (ATFM)
§ Air Traffic Services (AIS)
- Air Traffic Control (ATC)
- Flight Information Service (FIS)
- Alerting Service (ALRS)
Aeronautics and Society
o History of Aeronautics
o Aviation Law
o Aviation Accident and Incident Investigation
o Environmental Aspects of Aviation
Astronautics
Spacecraft
o Launch and Reentry Vehicles
o Satellites
o Orbital and Mission Spacecraft, Space Stations
Spacecraft Construction and Design
o Overall Spacecraft Design
o Structures
o Propulsion
o Systems
§ Astrionics
§ Utility Systems
§ Photovoltaics
o Payload
o Space Suits
Spacecraft Operation
o Ground Infrastructure
o Space Infrastructure and Robotics
Astronautics and Society
o History of Astronautics
o Space Law
o Space Debris
o Aerospace Philosophy (mostly space)
Aerospace Sciences (for Air and Space)
Aircraft and Spacecraft Design
o Interior and Exterior Design
o Multidisciplinary Design Optimization (MDO)
Materials and Lightweight Structures
o Strength of Materials and Structures
o Aeroelasticity and Structural Dynamics
o Manufacturing
Fluid Dynamics and Thermodynamics
o Experimental and Numerical Aerodynamics (CFD)
o Thermal Management
o Acoustics
Flight Mechanics and Flight Guidance
o Aircraft Performance
o Aircraft Stability and Controls
o Navigation
o Astrodynamics
o Flight Simulation
o Flight Testing
Avionics and Mission Technologies
o Remote Sensing and Data Transmission
o Data Processing and Automation
o Software Engineering
Sciences applied to Aerospace Systems
o Heating, Ventilation, Air Conditioning and Refrigeration (HVAC&R)
o Mechanical and Electrical Engineering
o Human Factors and Ergonomics (HF&E)
o Hydraulics and Pneumatics
o Kinematics
o Sanitation
Systems Engineering and Management
o Air and Space Economics
o Security, Safety, Reliability and related Human Factors
o Project and Quality Management
o Airworthiness, MRO
o Documentation and Knowledge Management
Air and Space Medicine
Dimension 2: Life Cycle
Aerospace products during their whole life cycle from research, development, design, production, operation, maintenance, repair, overhaul (MRO) up to end-of-life.
Dimension 3: Usage
Civil and military usage is considered for air and space. For e.g. aeronautics we consider:
Civil Aviation
o General Aviation
o Scheduled Air Transport
o Non-scheduled Air Transport
o Experimental Aviation
o Model and Scaled Aircraft
Military Aviation
o Combat
o Noncombat
Dimension 4: Perspective, Background, Economic Sector
Authors from all economic sectors are welcome. AAST papers should not only reflect a single background but eventually the whole spectrum of perspectives from all sectors. These sectors are:
Private Sector
o Primary Sector: Extraction of raw material
o Secondary Sector: Manufacturing (Original Equipment Manufacturer, Tier One, Tier Two, ...)
o Tertiary Sector: Services (Operator, Maintenance Organization, ...)
Public Sector
o State-Owned Corporation
o Government Agency
o Research Establishment
o University
§ Research
§ Teaching
Civic Sector (NGO, NPO, ...)
General Public (Passenger, Consumer, ...)
We are interested in:
Original Research Papers.
Comments where an author can present an idea with theoretical background but has not yet completed full research needed for an original paper, likewise a useful method, a small finding or discovery.
Reviews in all aspects of Aerospace Science and Technology.
關(guān)鍵詞：XML；數(shù)據(jù)體制；統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)化；航天測(cè)控網(wǎng)統(tǒng)一系統(tǒng)；綜合服務(wù)應(yīng)用平臺(tái)
中圖分類號(hào)：TN915.4—34文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1004—373X（2012）18—0099—03
數(shù)據(jù)是航天測(cè)控系統(tǒng)處理和應(yīng)用的核心[1]。隨著我國(guó)航天測(cè)控事業(yè)的不斷發(fā)展，整個(gè)航天測(cè)控系統(tǒng)將發(fā)展成為以中繼衛(wèi)星為中心的天基測(cè)控網(wǎng)，以陸地測(cè)站為中心的陸基測(cè)控網(wǎng)和以測(cè)量船站為中心的海基測(cè)控網(wǎng)三個(gè)相對(duì)獨(dú)立的測(cè)控系統(tǒng)[2—3]，而且各方用戶對(duì)整個(gè)系統(tǒng)提供綜合應(yīng)用服務(wù)的需求也不斷提高?，F(xiàn)有傳統(tǒng)的航天測(cè)控?cái)?shù)據(jù)體制，采用約定字段數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)處理和應(yīng)用模式，使得的數(shù)據(jù)處理及應(yīng)用都較受限制。為此，構(gòu)建一個(gè)統(tǒng)一化、標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)體制，實(shí)現(xiàn)整個(gè)測(cè)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)化處理和應(yīng)用，將對(duì)我國(guó)航天測(cè)控事業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展具有重要意義。隨著XML（eXtensibleMarkupLanguage）相關(guān)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用技術(shù)的不斷成熟，使XML逐漸成為一種處理應(yīng)用系統(tǒng)間數(shù)據(jù)交換的標(biāo)準(zhǔn)[4—5]。
1現(xiàn)有傳統(tǒng)航天測(cè)控?cái)?shù)據(jù)體制分析
現(xiàn)有傳統(tǒng)的航天測(cè)控系統(tǒng)采用約定字段數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)體制，這種體制在數(shù)據(jù)處理和應(yīng)用方面，都有其自身的局限性。
1.1數(shù)據(jù)處理方面
在以約定字段數(shù)據(jù)包為核心的數(shù)據(jù)處理中，數(shù)據(jù)的生產(chǎn)者需要按照約定的格式填寫各個(gè)字段，建立完整的數(shù)據(jù)包并發(fā)送給數(shù)據(jù)的消費(fèi)者。數(shù)據(jù)的消費(fèi)者首先要按照約定的格式，從數(shù)據(jù)包中分解出各個(gè)數(shù)據(jù)字段，最終得到各個(gè)應(yīng)用數(shù)據(jù)，然后才能對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理[6]。這種數(shù)據(jù)處理方式有幾個(gè)明顯的不足：一是數(shù)據(jù)處理的代碼耦合度高，為針對(duì)不同任務(wù)而進(jìn)行的軟件維護(hù)設(shè)計(jì)將要求對(duì)軟件代碼的重新修改與測(cè)試，從而影響了軟件的可重用性和模塊化；二是不同數(shù)據(jù)處理單元之間的接口復(fù)雜，標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一。假設(shè)有n個(gè)模塊要進(jìn)行信息交互，則會(huì)存在Cn2個(gè)接口，這使得數(shù)據(jù)的交互和集成變得十分困難。
此外，傳統(tǒng)數(shù)據(jù)體制對(duì)數(shù)據(jù)的處理不能有效區(qū)分實(shí)時(shí)與非實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，實(shí)際可用數(shù)據(jù)處理資源無(wú)法實(shí)現(xiàn)合理分配，傳輸帶寬的彈性較小。
1.2數(shù)據(jù)應(yīng)用方面
數(shù)據(jù)應(yīng)用以數(shù)據(jù)處理為基礎(chǔ)。一方面基于約定字段數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)數(shù)據(jù)體制限制了系統(tǒng)對(duì)底層數(shù)據(jù)的處理方式和處理能力，從而影響了數(shù)據(jù)應(yīng)用的可實(shí)現(xiàn)行和豐富性；另一方面，在傳統(tǒng)的航天測(cè)控?cái)?shù)據(jù)體制下，不同測(cè)控網(wǎng)之間的數(shù)據(jù)交互僅僅只解決了基本的數(shù)據(jù)鏈路和數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯?wèn)題，對(duì)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)層與應(yīng)用層的設(shè)計(jì)與處理較少。同時(shí)，數(shù)據(jù)的傳輸與網(wǎng)絡(luò)特性單一，使得系統(tǒng)對(duì)通信資源的分配和利用力不從心，系統(tǒng)可統(tǒng)一應(yīng)用的數(shù)據(jù)范圍和綜合性較受限制，不利于系統(tǒng)的適應(yīng)性和拓展性發(fā)展。
2基于XML的航天測(cè)控?cái)?shù)據(jù)體制
2.1XML的特點(diǎn)
XML是由W3C（WorldWideWebConsortium）的一種標(biāo)準(zhǔn)，是標(biāo)準(zhǔn)通用標(biāo)記語(yǔ)言（StandardGeneralizedMarkupLanguage，SGML）的一個(gè)簡(jiǎn)化子集。它具有以下幾個(gè)傳統(tǒng)約定數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)不具有的顯著特點(diǎn)[7—8]：
（1）數(shù)據(jù)的自描述性，適用于特定領(lǐng)域的數(shù)據(jù)處理和應(yīng)用。
（2）結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)模型，為數(shù)據(jù)顯示和處理提供標(biāo)準(zhǔn)的處理方式。
（3）豐富的網(wǎng)絡(luò)傳輸特性，可作為性能良好的通信協(xié)議。
（4）成熟的XML應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)與處理技術(shù)，如XSL，DOM，SAX，WML，XLink和XPointer等為XML的應(yīng)用拓展提供了技術(shù)支持。
此外，航天測(cè)控網(wǎng)的IP化改造，也為XML的技術(shù)實(shí)現(xiàn)提供了硬件平臺(tái)。
2.2基于XML的航天測(cè)控?cái)?shù)據(jù)體制
航天測(cè)控?cái)?shù)據(jù)處理按時(shí)間的要求不同可分為實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理和非實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理要求處理速度快，時(shí)間短，方法簡(jiǎn)單，所使用的數(shù)據(jù)為流數(shù)據(jù)，大多不會(huì)重復(fù)使用。非實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理流程多，方法精細(xì)、復(fù)雜，所使用的數(shù)據(jù)為積累數(shù)據(jù)，大多需要重復(fù)使用。
傳統(tǒng)約定字段數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)處理方式具有實(shí)時(shí)性強(qiáng)，效率高的特點(diǎn)，而基于XML的數(shù)據(jù)處理模型，標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，具有良好的傳輸與網(wǎng)絡(luò)特性。基于此，對(duì)于測(cè)控網(wǎng)中要求實(shí)時(shí)處理的數(shù)據(jù)（大部分為單個(gè)測(cè)控網(wǎng)內(nèi)部的設(shè)備數(shù)據(jù)），采用傳統(tǒng)數(shù)據(jù)的處理機(jī)制；而對(duì)于非實(shí)時(shí)處理數(shù)據(jù)（一般包括單個(gè)測(cè)控網(wǎng)內(nèi)部與測(cè)控網(wǎng)之間的交互數(shù)據(jù)），使用XML數(shù)據(jù)格式進(jìn)行統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)化的封裝、處理和交互。為此，基于XML的航天測(cè)控?cái)?shù)據(jù)體制的測(cè)控網(wǎng)信息交互框架如圖1所示。
“旅行者”號(hào)的計(jì)算機(jī)內(nèi)存僅有68Kb，裝配著8軌磁帶機(jī)，而新近發(fā)射的航天器已裝配數(shù)碼設(shè)備；“旅行者”號(hào)與地面工作人員建立聯(lián)系需要花費(fèi)很長(zhǎng)時(shí)間，如果地面發(fā)出的信號(hào)以光速出發(fā)，單程抵達(dá)“旅行者1”號(hào)需要17小時(shí)，單程抵達(dá)“旅行者2”號(hào)需要14小時(shí)；此外，“旅行者”號(hào)的發(fā)射功率較弱，是通過(guò)一個(gè)23瓦發(fā)射器與地面進(jìn)行聯(lián)系，這種功率僅相當(dāng)于電冰箱保鮮柜的燈泡。
“旅行者”號(hào)的主要載荷包括10個(gè)儀器，除了“旅行者1”號(hào)搭載的等離子勘測(cè)儀外，所有載荷設(shè)備均運(yùn)行正常。
行星射電天文儀和“旅行者1”號(hào)紫外線光譜儀負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)收集，飛行數(shù)據(jù)子系統(tǒng)和一個(gè)8軌磁帶機(jī)提供數(shù)據(jù)處理功能。飛行數(shù)據(jù)子系統(tǒng)配置每個(gè)儀器和控制操作儀器，同時(shí)收集工程和科學(xué)數(shù)據(jù)，形成用于傳輸?shù)臄?shù)據(jù)格式。8軌數(shù)字磁帶機(jī)用于記錄高等級(jí)PWS數(shù)據(jù)，每隔6個(gè)月對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行回放。指令計(jì)算機(jī)子系統(tǒng)提供序列和控制功能，包括固定程序操作，例如指令解碼、故障檢測(cè)、常規(guī)性校正、天線位置信息以及航天器序列信息。位置和銜接控制子系統(tǒng)控制航天器方位，維持高增益天線朝向地球，控制位置調(diào)遣和定位掃描平臺(tái)。
上行通信系統(tǒng)是通過(guò)S-波段進(jìn)行傳輸，而X-波段發(fā)射器提供下行遙感勘測(cè)，并提供高等級(jí)等離子體波數(shù)據(jù)回放。探測(cè)器所有數(shù)據(jù)的傳播和接收是通過(guò)3.7米高增益天線實(shí)現(xiàn)的。
“旅行者”號(hào)的電源是由三個(gè)放射性同位素?zé)犭姲l(fā)電機(jī)提供的，每個(gè)探測(cè)器當(dāng)前的功率等級(jí)約為315瓦。
目前，兩艘“旅行者”號(hào)飛船都依賴美國(guó)航空航天局深空網(wǎng)與地球保持聯(lián)系。美國(guó)航空航天局深空網(wǎng)是一個(gè)覆蓋全球的巨型測(cè)控站網(wǎng)絡(luò)，用以支持開(kāi)展行星際探測(cè)，并可以執(zhí)行雷達(dá)或射電天文觀測(cè)項(xiàng)目。有時(shí)深空網(wǎng)也會(huì)被用于支持地球軌道衛(wèi)星的測(cè)控任務(wù)。
目前深空網(wǎng)共包括三座經(jīng)度間隔120°的大型測(cè)控站，分別是設(shè)在美國(guó)加利福尼亞州莫哈維沙漠的戈德斯通測(cè)控站、西班牙境內(nèi)的馬德里測(cè)控站以及設(shè)在澳大利亞堪培拉附近的澳洲測(cè)控站。這種覆蓋全球的分布位置讓深空網(wǎng)在開(kāi)展探測(cè)器測(cè)控時(shí)，隨著地球的轉(zhuǎn)動(dòng)仍然能夠?qū)δ繕?biāo)保持不間斷的監(jiān)控。優(yōu)越的地理位置和先進(jìn)的技術(shù)使美國(guó)航空航天局深空網(wǎng)成為目前世界上科學(xué)領(lǐng)域規(guī)模最大、靈敏度最高的深空通信測(cè)控系統(tǒng)。
美國(guó)航空航天局對(duì)太陽(yáng)系展開(kāi)的探測(cè)行動(dòng)基本上都是由無(wú)人自動(dòng)探測(cè)器完成的，而在此過(guò)程中，深空網(wǎng)系統(tǒng)便提供了至關(guān)重要的雙向通信和測(cè)控支持，并負(fù)責(zé)將探測(cè)器獲得的寶貴圖像和其他數(shù)據(jù)資料下載下來(lái)。所有的深空網(wǎng)天線都是高靈敏度且可轉(zhuǎn)動(dòng)的，可以自由調(diào)節(jié)測(cè)控角度。
航空航天技術(shù)是信息、能源、制造等綜合性尖端技術(shù)的集合，是一個(gè)國(guó)家綜合科技實(shí)力的象征和衡量標(biāo)志，在國(guó)家的軍事國(guó)防中起著中流砥柱的作用。近幾年“神舟”系列載人飛船的成功飛行，以及我國(guó)首架具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的噴氣式支線飛機(jī)ARJ21總裝下線等，引發(fā)了人們對(duì)航空航天技術(shù)領(lǐng)域的極大關(guān)注，而航空航天類專業(yè)更是吸引了不少同學(xué)和家長(zhǎng)的眼球，被同樣懷揣飛天夢(mèng)想的考生所追捧。
學(xué)科優(yōu)勢(shì)助推人才起飛
航空航天類專業(yè)主要研究飛行器的結(jié)構(gòu)、性能和運(yùn)動(dòng)規(guī)律，培養(yǎng)如何把飛行器設(shè)計(jì)制造出來(lái)并送上太空的工程技術(shù)專業(yè)人才。從狹義上講，航空航天類專業(yè)包括飛行器設(shè)計(jì)與工程、飛行器動(dòng)力工程、飛行器制造工程、飛行器環(huán)境與生命保障工程、探測(cè)制導(dǎo)與控制技術(shù)等主體學(xué)科專業(yè)。然而，無(wú)論是飛機(jī)還是航天飛行器，都是綜合科學(xué)技術(shù)的結(jié)晶，涉及材料、電子通訊設(shè)備、儀器儀表、遙控遙測(cè)、導(dǎo)航、遙感等諸方面。因此從廣義上講，材料科學(xué)與工程、電子信息工程、自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)、交通運(yùn)輸、質(zhì)量與可靠性工程等都是航空航天技術(shù)不可或缺的學(xué)科專業(yè)。隨著航空航天事業(yè)的迅猛發(fā)展，近年來(lái)又催生出航天運(yùn)輸與控制、遙感科學(xué)與技術(shù)等新興專業(yè)。
航空航天類專業(yè)對(duì)同學(xué)們的要求是“厚基礎(chǔ)、強(qiáng)能力，高素質(zhì)、重創(chuàng)新”。同學(xué)們要學(xué)習(xí)和掌握航空航天技術(shù)的基礎(chǔ)理論和知識(shí)，接受航空航天飛行器工程方面的系統(tǒng)訓(xùn)練，通過(guò)各種實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，可具備堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)，良好的實(shí)踐能力和分析、解決問(wèn)題的能力，以及創(chuàng)新能力。畢業(yè)生在數(shù)學(xué)、物理、力學(xué)、計(jì)算機(jī)等方面的基礎(chǔ)比較扎實(shí)，在邏輯、分析、空間想象力、推理等思維上優(yōu)勢(shì)明顯，知識(shí)面寬，適應(yīng)力強(qiáng)，發(fā)展?jié)摿Υ?。本科畢業(yè)生考取研究生的比例很高，申請(qǐng)國(guó)外大學(xué)獎(jiǎng)學(xué)金的成功率也較高。
有同學(xué)認(rèn)為航空航天類專業(yè)就業(yè)覆蓋面窄，如果畢業(yè)后不能進(jìn)入航空航天類企業(yè)，就很難找到專業(yè)對(duì)口的工作。其實(shí)不然，航空航天高科技輻射國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門，航空航天類專業(yè)扎實(shí)的工程技術(shù)理論與實(shí)踐基礎(chǔ)平臺(tái)，促成了其拓展性寬、應(yīng)用性強(qiáng)、適用面廣的專業(yè)特點(diǎn)。可供畢業(yè)生選擇的對(duì)口職業(yè)有很多，如飛行器設(shè)計(jì)、制造人員，科研機(jī)構(gòu)研究人員，國(guó)防部門研究管理人員，各級(jí)政府部門負(fù)責(zé)航空航天相關(guān)工作的研究管理人員，民航企事業(yè)單位的技術(shù)管理人員等。畢業(yè)生不僅可從事航空航天等領(lǐng)域的設(shè)計(jì)、制造、研發(fā)、管理等工作，還可在民航、船舶、能源、交通、信息、輕工等其他國(guó)民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域施展才華，像微軟、IBM、貝爾、方正、海爾等知名企業(yè)都曾紛紛到航空航天院校招賢納才。很多民用部門也都點(diǎn)名要航空航天類專業(yè)的畢業(yè)生，認(rèn)為他們基礎(chǔ)扎實(shí)、學(xué)以致用。
行業(yè)繁榮點(diǎn)燃人才需求
航空航天科技工業(yè)是知識(shí)密集和技術(shù)密集的高技術(shù)領(lǐng)域，航空航天技術(shù)的廣泛應(yīng)用影響到政治、經(jīng)濟(jì)、軍事、科技、文化及通信、氣象、能源、探測(cè)等領(lǐng)域，成為社會(huì)進(jìn)步的強(qiáng)大動(dòng)力。從世界范圍來(lái)看，航空航天科技工業(yè)是朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)，在提升國(guó)家整體科技水平和綜合國(guó)力方面起著龍頭的作用。
我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展為航空航天工業(yè)提供了廣闊的發(fā)展空間。國(guó)務(wù)院公布的《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》中，關(guān)于大型飛機(jī)、高分辨率對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)、載人航天工程與探月工程等航空航天領(lǐng)域范疇的工程便占到16個(gè)重大專項(xiàng)中的4項(xiàng)。未來(lái)我國(guó)航空航天發(fā)展將重點(diǎn)開(kāi)發(fā)大型飛機(jī)設(shè)計(jì)與制造成套技術(shù)，載人航天實(shí)現(xiàn)航天員出艙進(jìn)行航天器交會(huì)對(duì)接試驗(yàn)活動(dòng)，直至實(shí)現(xiàn)登月計(jì)劃等。2007年大飛機(jī)項(xiàng)目正式上馬，給我國(guó)的航空業(yè)帶來(lái)了空前繁榮，帶活了一批航空類企業(yè)，也為航空航天類專業(yè)畢業(yè)生帶來(lái)了良好的機(jī)遇。
航空航天科技工業(yè)極具發(fā)展前景，對(duì)人才的需求會(huì)持續(xù)旺盛。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2011年最被看好的12類專業(yè)之航空航天產(chǎn)業(yè)將引發(fā)對(duì)航空航天人才的巨大需求，包括航空航天經(jīng)營(yíng)管理，航空航天飛機(jī)總體設(shè)計(jì)與研發(fā)、發(fā)動(dòng)機(jī)研發(fā)與制造，零部件研發(fā)與設(shè)計(jì)，航空航天新材料研發(fā)、制造及總裝技術(shù)、計(jì)量檢測(cè)技術(shù)、航空航天電子電器設(shè)備設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)、信息及測(cè)控技術(shù)，航空航天生物技術(shù)、航空適航管理、航空維修改裝，以及航空航天產(chǎn)品光電通信技術(shù)、能源系統(tǒng)設(shè)計(jì)、力學(xué)及環(huán)境工程、計(jì)算機(jī)、仿真、可靠性技術(shù)等領(lǐng)域在內(nèi)的專業(yè)人才缺口巨大。有關(guān)人士根據(jù)教育部公布的相關(guān)信息歸納出的“最出人意料的十個(gè)高就業(yè)專業(yè)”，便將航空航天類專業(yè)列入其中。
上海作為我國(guó)新支線飛機(jī)和未來(lái)大型民用飛機(jī)設(shè)計(jì)總裝基地和重要的航天基地，舉辦了“上海航展”，展會(huì)上舉行了航空航天人才大型招聘會(huì)。據(jù)航展招聘組負(fù)責(zé)人介紹，目前航空航天項(xiàng)目需要大量人才，僅空客A380一個(gè)項(xiàng)目組的技術(shù)人員需求數(shù)量就超過(guò)六千人，而我國(guó)這方面人才缺口非常大。
近年來(lái)，以航天科技，科工集團(tuán)，航空一、二集團(tuán)等為代表的航空航天類企事業(yè)單位生產(chǎn)和科研任務(wù)飽滿，條件大為改善，待遇提高很快，一些單位的員工年薪可達(dá)十幾萬(wàn)，稍差一些的單位其員工薪資待遇也可達(dá)到當(dāng)?shù)刂猩纤健：娇蘸教焓聵I(yè)的迅猛發(fā)展，無(wú)異于為年輕學(xué)子的成長(zhǎng)搭建了理想的平臺(tái)。像航天空間設(shè)計(jì)研究院、航空材料研究院等單位都炙手可熱，受到重點(diǎn)院校畢業(yè)生的青睞。畢業(yè)生就業(yè)地域以北京、上海、西安、成都、沈陽(yáng)、哈爾濱、深圳等省會(huì)及核心城市為主。
從個(gè)人長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展來(lái)看，在航空航天類企事業(yè)單位工作，發(fā)展前景好，待遇高，成長(zhǎng)快。隨著載人飛船、探月工程、大飛機(jī)等重大項(xiàng)目的深入實(shí)施，必將有越來(lái)越多的青年才俊在鍛煉中脫穎而出。
報(bào)考提示
我國(guó)目前開(kāi)設(shè)航空航天類專業(yè)的重點(diǎn)院校有北京航空航天大學(xué)、南京航空航天大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、北京理工大學(xué)、西北工業(yè)大學(xué)、南京理工大學(xué)、哈爾濱工程大學(xué)等。近年來(lái)，清華大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)、上海交通大學(xué)、廈門大學(xué)等也相繼設(shè)置了此類專業(yè)。開(kāi)設(shè)航空航天類專業(yè)的普通院校有南昌航空工業(yè)學(xué)院、沈陽(yáng)航空工業(yè)學(xué)院、鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院、中北大學(xué)、中國(guó)民航大學(xué)等。由于各個(gè)院校的發(fā)展歷史、層次、實(shí)力不同，學(xué)科專業(yè)水平差異也較大，同學(xué)們應(yīng)注意了解自己感興趣的院校，根據(jù)自身實(shí)力，準(zhǔn)確定位，合理選擇。
學(xué)習(xí)航空航天類專業(yè)以及將來(lái)從事航空航天技術(shù)工作，需要具備較強(qiáng)的學(xué)習(xí)鉆研及動(dòng)手能力，要求同學(xué)們的數(shù)理化基礎(chǔ)扎實(shí)，邏輯思維能力較強(qiáng)，嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)，樂(lè)于鉆研。同學(xué)們應(yīng)從實(shí)際出發(fā)，量體裁衣。
一些考生和家長(zhǎng)誤以為報(bào)考航空航天類專業(yè)，體檢的標(biāo)準(zhǔn)要按照軍檢的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行，其實(shí)不然。航空航天類專業(yè)主要是培養(yǎng)航空航天領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人才，對(duì)考生的身體狀況沒(méi)有特殊要求，同學(xué)們只要符合《普通高等學(xué)校招生體檢指導(dǎo)意見(jiàn)》，就可放心報(bào)考。
