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追踪火箭的“顺风耳” | 电子科技在身边
来源:新闻中心
发布时间:2024年08月14日 编辑:新闻中心

火箭在飞行过程中

渐渐脱离地心引力去往外太空

要想知道发射是否取得成功

我们必须要掌握火箭飞行的速度和轨迹

这时候,就需要用到应答机“顺风耳”

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或许你会说

想知道火箭的位置

那不是很简单嘛

利用GPS或者北斗卫星系统进行定位呀

答案是对的

但是不完全如此

随着近年来GPS的广泛使用和我国北斗卫星系统的建成

运载火箭也配备了导航接收机

但是,为了能实时监测到火箭位置

科学家们还配备了多种监测手段

比如利用地面雷达系统与安装在火箭上的应答机

共同对火箭进行外弹道测量

这依旧是不可替代的手段

那么,究竟什么是外弹道测量?

它和卫星定位有什么不同呢?

卫星导航定位是依靠装载于卫星或火箭上的导航接收机

接收导航卫星的信号

再由导航接收机计算出自己的位置进行卫星或火箭的定位

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外弹道测量

是利用雷达、光学等设备

从飞行器外部进行测量(简称外测)

从而跟踪和获取火箭的运动信息

以确定飞行弹道

用于鉴定制导精度、预报落点等目的

也就是说

相比卫星定位

外弹道测量不依赖于箭上设备

如若箭上的卫星导航失去信号

那么就能通过外测

更灵活、客观地获得火箭飞行轨迹

毕竟“旁观者清”嘛

外测过程中

由地面雷达系统与应答机相互配合

即可得出火箭的数据

地面雷达系统

是像大锅盖一样能够获得飞行器信号的装备

应答机是安装在火箭仪器舱内部的设备

它和地面雷达系统协作

完成对火箭飞行速度和距离的测量

可以说

应答机就是火箭的“顺风耳”

无论火箭飞到哪里

它总是能回答我们火箭在哪里

说起它们俩的合作过程

大家可以想象一下打电话的过程

所谓应答机

肯定是有发问

才会有应答

地面雷达站向火箭应答机发送无线电信号

即向应答机发出“你在哪”的问候

火箭应答机收到信号后

将此信号经过无线电处理后

再回送给地面雷达站

即回应“我在这儿”

在收到应答信号后

地面雷达站经过计算后

就能得到火箭的速度、距离信息了

那么,外弹道测量为什么采用应答方式呢

这和无线电的特性有关

设想一下

你对着远处的一面墙高声呼喊

你的声音能随着墙面的反射又传入到你的耳朵

你离墙的位置越来越远

你能听到自己的回声就越来越小

如果这时墙上安装了一个接收装置

能接收你的声音

并通过高音喇叭将它播放出来

那此时你能听到自己的回声

相比于直接靠墙面反射回来的回声

是不是更清晰

地面雷达站扮演的就是人的嘴巴和耳朵的角色

墙壁安装的接收和播放声音的装置就是应答机了

所以

火箭安装应答机是为了地面雷达站

能更好地接收到自己发出的无线电信号

有了应答机的协同

地面雷达对火箭飞行的跟踪距离更远

测量精度也更高

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外弹道测量工作原理看似简单

但由于电磁波以光速传播

即使一个小小的误差

就能导致测量值大大偏离真实值

正所谓“差之毫厘,谬以千里”

  

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承担应答机研制任务的中国电科10所

秉承航天产品不容出错的高标准要求

克服各种干扰和误差影响

研制出环境高适应性、强抗干扰能力的应答机产品

  

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在测速精度上更是达到毫米级

相比于火箭几公里至十几公里每秒的飞行速度

以优异的表现为载人航天工程保驾护航

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