太空信号如何落地?卫星接收工程师代鑫揭秘地空桥梁建设

   时间:2024-12-06 14:25 来源:天脉网作者:冯璃月

在浩瀚无垠的太空中,人造卫星如同人类的眼睛,不断巡视并观测着地球,产生了大量的珍贵数据。然而,这些数据如何从遥远的太空传输到地面,成为我们可以利用的资源呢?这一切的奥秘,都藏在遥感卫星地面接收站这个“数据中转站”中。

11月22日中午,位于鹤壁科创新城的披烟园内,伴随着紧张的施工节奏,一口直径达13米、形状宛如巨锅的天线,经过三个多小时的努力,终于稳稳地安装在了地面接收站的基座上。这一刻,负责此次建设任务的代鑫,脸上绽放出了满意的笑容。

代鑫,年仅29岁,是北京航天驭星科技股份有限公司的卫星接收系统集成工程师,已经在地面接收站的建设与管理领域工作了五年。他形象地描述道:“卫星地面接收站就像是一个繁忙的‘数据中转站’,我们的工作就是既要‘观天’,又要‘看地’。‘观天’是指接收卫星传输的数据,‘看地’则是确保地面接收系统的稳定运行。”

卫星地面接收站作为航天产业的重要基础设施,能够从繁星点点的太空中捕捉到卫星信号。当卫星掠过地面接收站上空时,运行管理中心会迅速指挥并控制各个站点的天线,精准捕获卫星信号,建立星地链路,从而接收到卫星发回的宝贵数据。

在“天有所视,地有所知”的过程中,跟踪和接收环节起着至关重要的作用。由于卫星单次过站的时长有限,通常只有3至14分钟,因此地面接收站需要在极短的时间内精准计算出卫星的位置,并控制重达数十吨的接收天线,精确瞄准在太空中飞行的卫星,保持信号跟踪接收的稳定性,对准偏差必须控制在0.12度以内。这对地面接收站的控制系统和精度提出了极高的要求。

代鑫自豪地介绍道:“这次在鹤壁新建的地面接收站,是我们自主研发的。它采用了新研发的高精度伺服控制技术,用实时逻辑控制单元替代了传统的非实时控制单元,将伺服系统的控制频率从传统的20Hz提升到了1000Hz,系统的响应速度也提升到了10毫秒量级,轴系控制精度更是提升到了0.01度量级,从而显著提高了天线对低轨卫星的跟踪精度。”

天线的成功吊装,标志着地面接收站的建设取得了重要进展。代鑫表示,接下来他们将全力以赴进行内部设备的安装架设和信道的校准工作,为地面接收站安装上“大脑”和“心脏”。他解释说,控制系统是地面接收站的中枢,此次安装的地面接收站控制系统突破了传统航天装备相对落后的信息化管理设计,采用了物联网思维,将地面装备运行拆解为“单机+业务”的新型运行模式。设备运行管理也由传统的“中心式”升级为“网联式”,使系统具备了快速扩展和快速重构的能力。设备运行状态信息可以直接推送到用户终端,并实现无人值守,通过测运控大厅即可向地面接收站发送各种操作指令。

 
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