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揭秘北京航天飛控中心高密度測控協同和動態規劃技術

  中新網北京10月27日電 (薑寧 祁登峰)如果把再入返回飛行試驗任務比作是“嫦娥”姑娘的一次地月旅行,那麼北京航天飛行控制中心突破掌握的高密度測控協同和動態規劃技術,為這次遠達38萬公里的旅程量身打造了一份準確詳細又能靈活調整的“精品攻略”。   “標稱計劃”是這份精品攻略的名字。從嫦娥啟程奔月,到再入安全返回,8天共196小時的旅程中,有6000多條嫦娥姑娘與地面協同的事件,全靠“標稱計劃”引導。也有人把“標稱計劃”比作是發動機,就像汽車跑起來全靠發動機驅動一樣,嫦娥的地月旅行任務要靠“標稱計劃”驅動。   然而,為嫦娥打造這份旅行攻略並不是一件簡單的事情。該中心任務規劃計劃崗位主任設計師彭德雲告訴記者,“制定計劃的基礎是分析清楚測控協同信息。光照、姿態、測控條件、指令數量、發令時機……需要考慮的因素太多了。各種狀態交叉揉和,多種約束並行存在,對制定‘標稱計劃’來說是一個巨大的挑戰。”   彭德雲給記者舉了一個密集發令的例子。去年嫦娥三號任務中,著陸器和巡視器兩器分離階段是地面科技人員最苦、最累的一段時間。七、八個小時要發600多條指令,而且條條指令事關成敗,必須判明狀態、多方確認才能發出。時間如此緊張,狀態如此複雜,“標稱計劃”如何安排才最合理?為解決這個問題,他們光專題討論會就開了上百次。   這次任務有過之而無不及。7天時間里“標稱計劃”要安排6000多條發令計劃,平均每分鐘一條令,可以說全程都是密集發令。這種狀態下,“標稱計劃”這份攻略又該如何打造?然而,彭德雲這次卻沒有絲毫擔,“我們有了‘殺手鐧’武器!”他高興地說。   彭德雲所說的‘殺手鐧’武器就是該中心最新突破掌握的高密度測控系統和動態規劃技術。這項技術包含兩個一:一種嶄新的規劃計劃設計思想——“錨點聯動分層設計”;一套新研軟件系統——“預報合成顯示輸出系統”。   “錨點聯動分層設計”是將“標稱計劃”中相關聯的指令事件分層規劃並設置錨點標識。這樣在排計劃或者修改計劃時不但條目清晰,而且能實現聯動修改,大幅降低計劃調整所帶來的任務風險。就像一盤混雜在一起的針,外形一模一樣,但材質有鐵、也有銅和銀。要把鐵針篩選出來,最好的辦法就是哪一塊磁鐵把所有的鐵針吸附上來。而“標稱計劃”的錨點標識就是這塊磁鐵。   “預報合成顯示輸出系統”作用就更大了。打開這個系統,軟件界面上各方向測站信息、跟蹤約束、測控條件等都非常直觀,清晰可見。不論要分析多少約束條件下、何種測站配置下、什麼任務狀態下的測控協同信息,只要在軟件上設置好相應參數信息,很快就能在軟件圖表顯示界面進行動態直觀的分析。   “現在的多目標任務,測控網狀態複雜、飛行時間長、控制事件密集,如果僅依靠人工來分析測控協同信息,幾乎是不可能完成的。”該中心總師周建亮說,“有了這套軟件,就能將抽象的信息數據圖形化,將虛擬的約束條件直觀化,大幅度提高了測控協同分析的效率和制定‘標稱計劃’的準確性。”   據周建亮介紹,以前碰到臨時更改任務狀態情況,要完成‘標稱計劃’的調整修改一般要花費幾個小時,甚至幾天的時間。現在遇到大規模的調整也用不了一個小時,小範圍調整則只需幾分鐘就能完成,而且經過軟件的智能自動檢測,出錯概率基本為零。(完)  (原標題:揭秘北京航天飛控中心高密度測控協同和動態規劃技術)  
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