簡介
西安衛星測控中心，中國衛星測控網的信息管理、指揮、控制機構。總部位于西安市。20世紀60年代末開始建設，初期位于陝西省渭南地區，建設初期完成了中國的第一顆人造地球衛星（1970）和第二顆人造地球衛星(1971)的跟蹤、測量任務以及初期中國試驗通信衛星的變軌、定點的跟蹤、遙測、遙控任務。80年代中遷至西安，經過擴建到80年代末，西安衛星測控中心已具有能對多個衛星同時進行實時跟蹤測量和控制的能力，并且具有任務後分析和軟件開發的能力。中心由中心計算機系統、監控顯示系統、綜合通信網、時間統一勤務系統及相應的研究室組成。中心計算機系統是由多台高性能計算機經由星形耦合器與以太網連接而成。具有較高的可靠性，較強的處理能力，并配有多星測控系統軟件。監控顯示系統是面向指揮人員和工作人員給出航天器的各種參數的各種設備組合，由大屏幕的圖像顯示和表格顯示、X-Y記錄器顯示、各種台式屏幕顯示器以及監控台等組成。
特點
2010年我國航天測控系統進行了一場綜合測控演練。與以往不同的是，無論是衛星發射場，巡遊三大洋的遠望測量船，還是遍布全國的測控站，整個航天測控系統首次共用一個平台進行了合成演練，實現了多頻段、多中心、多測站對同一個航天器的測控仿真。? 近兩個小時的演練，數據發送、傳輸順暢，“衛星”翻轉、調姿，轉入最佳狀态，演練取得了圓滿成功。西安衛星測控中心向外發布消息，該中心耗時兩年時間研發的航天測控仿真系統全面投入使用，我國航天測控系統演練也告别以前各自為戰的局面，向一體化方向邁進。??
多頻段仿真
?現場傳真：初夏的一天，西安衛星測控中心某機房内，對一顆近地衛星的測控演練正緊張進行。衛星飄然而至，雷達迅速捕獲目标，值班人員點擊鼠标，條條指令瞬時被注入衛星。衛星完成預定動作，快要飛出測控弧段時，穩定跟蹤的衛星卻突然消失，雷達再也無法找到其蹤影。一牆之隔的另一機房内，調度口令不斷，對一顆地球同步衛星的在軌測控演練緊鑼密鼓地進行着。星飛九天，雷達如鷹隼般緊鎖目标，對衛星自動跟蹤，進行數據記錄、傳輸。衛星哪怕是有一點的偏離，系統就會自動提示工作人員進行修正，近一個小時的演練，上萬組數據的傳輸無一差錯，演練取得成功。??
?專家解析：近年來，我國航天器發射的密度增大，型号也逐漸增多，既有近地衛星和飛船，也有同步衛星。随之而來，我國航天測控設備也有了S、C兩個頻段。S頻段測控設備主要承擔近地衛星和飛船的遙測、遙控和軌道測量任務。C頻段測控設備主要承擔同步衛星的測控任務。以往兩個頻段的仿真試驗是完全分開的，測控仿真平台建成後，對這兩個頻段的仿真，可在一套系統内同時進行，真正做到了“運籌于帷幄之中，決勝于千裡之外”。由于測控設備的“解放”，該中心具備了同時對3顆不同種類衛星進行仿真試驗的能力，這在以前是難以想象的。??
?采訪劄記：測控仿真系統研發之初，西安衛星測控中心首先遇到的一個問題就是近年來我國航天器發射的多型号化，以及随之而來的測控設備的多頻段問題。如何實現一個系統對多個頻段的測控仿真，這是他們面對的一個全新課題。為了解決這一難題，該中心的科技人員做了大量的資料彙編工作，收集了我國自“東方紅一号”衛星以來所有衛星的資料，建立了随時可供查詢的衛星數據庫系統。然後，他們通過信息綜合，把同型号衛星的共性進行歸類，找到了應對多頻段測控仿真的方法，最終建立了多頻段共用的測控仿真平台。??
多中心仿真
?現場傳真：“……5、4、3、2、1，點火！起飛！”随着西南峽谷一聲轟鳴，火箭托舉衛星直刺雲霄。瞬時，火箭主動段跟蹤，衛星入軌段測控，海量的數據信息如潮水般湧向西安衛星測控中心指揮部。“衛星進入預定軌道，遙、外測數據正常，發射圓滿成功！”這是測控仿真系統模拟發射的場景。??蔚藍色的海洋上，遠望測量船完成了海上布陣。浩瀚蒼穹，天外“遊客”疾馳而來，船載測控雷達牢牢鎖定目标第一等待點。衛星剛進入測控弧段，雷達距離、角度捕獲均在第一時間完成，測控數據源源不斷地傳入西安衛星測控中心。遠望測量船與西安衛星測控中心完成了一次完美的海天追星接力。??
專家解析：衛星發射升空前，如何驗證衛星結構和測控設備、程序的正确性，确保萬無一失，是航天測控的一大難題。以往每次實戰任務前，整個測控系統至少要提前半年時間進行準備，而且每次演練時，發射場、測量船以及遍布各地的測控站都要專門抽出時間進行系統之間的聯調，占用了大量的人力和物力資源。測控仿真系統的研發成功，首次實現了發射場，陸基、海基測控系統的一體化集成，西安衛星測控中心具備了對發射場、測量船等多中心環節的仿真能力，減少了發射中心和測量船參加演練的次數，節省了測控資源，使任務準備時間也由以前的半年縮短至不到15天。??
?采訪劄記：衛星發射是“萬人一杆槍”的事業，它要求發射、測控各中心既要“分可獨秀”，更要“合則大成”。可長期以來，我國使用的模拟仿真系統都是針對每個衛星個體的，因衛星型号不同，每發射一次衛星，各中心就要研發一套仿真系統，延長了任務準備周期。未來5年，我國航天測控網将承擔近數十次衛星、飛船的實時測控和多顆衛星的長期管理任務。日益繁重的試驗任務與現有測控資源的矛盾，使研發集成化的測控仿真平台成為急需。西安衛星測控中心航天測控共用仿真平台的建立，實現了多中心的仿真，這在縮短任務準備時間上将是一次質的飛躍。??
多測站仿真
??現場傳真：這是測控仿真系統對各測站織網捕星的一次模拟演練。衛星就要進入我國上空，西部某測控站，雷達操作手緊盯着隻有巴掌大的顯示屏。突然，屏幕上一個火柴頭大小的綠色亮點出現了，随即在屏幕上留下一串起伏軌迹，當閃動的綠點到達第二個波峰的時候，操作手果斷地按下“自跟蹤”鍵，跳躍的綠點被牢牢地鎖定在十字中心，衛星一次捕獲成功……近10分鐘的跟蹤還未結束，遠在千裡之外的我國中部某測控站已發現了目标，并順利接過追星接力棒，數據傳輸順暢，指令準确發送，衛星安全運行。20分鐘後，南方某測控站也及時發現了目标，在注入一串串指令後，“牧星人”目送衛星安全飛出測控弧段。衛星在太空劃過美麗弧線，向着茫茫天宇飛去。??
專家解析：進入新世紀，為适應國際航天技術發展的需要，西安衛星測控中心對軟、硬件系統進行了大膽更新改造，設計出了獨具中國特色的中心透明遙控模式，建立了“大中心，小測站”的新格局，使測站的功能主要集中于信息通道和人員的培訓。多測站仿真就是适應這種形勢而産生的一種仿真新模式，在這一模式下，測站大部分功能均可在仿真系統中模拟，實現了中心内部的資源共享、優勢互補，使技術人員有了一個全新的測控訓練平台，提高了他們分析和處理突發事件的能力。??
?采訪劄記：一直以來，由于受技術限制，我國采用的是普通的測站測控模式，在此模式下，測控任務主要由遍布各地的測控站來完成。近年來，随着航天技術的不斷發展，這種模式的弊端也日益凸現，由于各測站系統的不統一和技術發展的不平衡，很難适應高密度多型号的測控任務。測控仿真平台的建成，借助先進的計算機網絡技術和計算機仿真技術，實現了多測站信息層面的計算機仿真，并能在訓練中不需要實裝操作，就能提高技術人員分析和解決問題的能力，增強了訓練效果，使該中心整體科研試驗水平提升駛上了“快車道”。
測控網
涵義
航天測控網由測控中心、若幹測控站、通信鍊路和測控軟件等組成。在世界航天領域，美國、俄羅斯都是在全球布網，對航天器進行全時段測控。由于國家疆域條件等諸多因素限制，我國測控網覆蓋率還不到這些國家的五分之一。測控網的功能，一般都是面向多類型、多數量航天器設計的，由配置在測控網節點中的測控通信系統和測控軟件有機地結合起來實現的。針對各類航天器對測控網的需求，測控網的格局也需要不斷的變化。
發展
進入新時期，随着我國航天發射任務愈加頻繁，在太空運行的“中國星”越來越多。西安測控中心面對嚴峻考驗，不斷提高測控效益，完善航天測控網格局。
峥嵘四十餘載，我國航天測控網從無到有，由繁至精，從起始的單一頻段發展到獨具中國特色的多功能、現代化綜合測控網。測控手段不斷優化，計算機運算能力，由原來的每秒幾萬次躍升到現在的每秒數千億次。圓滿地完成了從近地軌道衛星到地球靜止軌道衛星、從衛星到飛船的航天測控任務，而且具備了與國際聯網共享測控資源的能力。 不同類型航天器的軌道組成是不同的。為完成對航天器的測量與控制，航天測控站的布局受到航天器各段軌道、天線寬度、測量體制等因素的制約，測控站的科學布設能夠有效的解決對航天器各段軌道的覆蓋問題，尤其是對發射軌道段和返回軌道段的關鍵點必須百分之百覆蓋。 為提高測控覆蓋率，西安測控中心對最初的航天測控網格局做了相應調整，在原有的固定測控站的同時，兼顧發展了活動測控站。填補了測控網在對不同型号衛星實施測控任務時的盲區，有效地提高了測控網的機動靈活性。
二十世紀末，我國載人航天工程揚帆起航。在這個國家級特大型系統工程中，西安中心擔負雙重任務，既要和北京指控中心一起牽引神舟遨遊太空，同時還要擁抱神舟安全回“家”。測控人又一次以敢上九天攬月的壯志豪情，義無反顧地沖在了圓夢太空的最前沿，執着地追尋飛天夢的每一時刻。中心建成了集測控、通信、搜索救援回收和氣象保障于一體的新型着陸場系統，确保了神舟系列飛船在各類複雜環境下回收任務的圓滿完成，使我國順利跨入世界航天科技大國行列。
測控技術
茫茫太空樹中國航天曆史豐碑
打開電視機，會看到經通信衛星傳送的畫面和消息；看天氣預報，會有氣象台根據氣象衛星觀測到的氣象資料所作的天氣預報，這些日常生活必須可少的元素不勝枚舉，看似簡單的背後卻與航天科學技術密不可分，西安衛星測控中心就是将航天科技理論變為現實的操控手。
發展
中心剛組建時，大多科技人員對航天測控知識知之甚少，甚至不知計算機為何物。面對全新的領域和艱苦的條件，測控人在摸索中幹、在實踐中學，經過一年多的艱苦跋涉，成功編制出我國第一顆人造衛星——“東方紅一号”的測量技術方案。1970年4月24日，東方紅一号在大漠戈壁騰空而起。分布在祖國各地的七個地面觀測站，對衛星實施精确跟蹤測量，如同七顆閃亮的星星，拱衛着藍天裡這顆“争氣星”，跨過長城泰山、掠過黃河長江，成功預報了衛星飛臨世界244個城市上空的時間和方位。送衛星上天不易，讓衛星返回更難。返回是發射的逆過程，返回技術是航天技術的重要組成部分。返回衛星從運行軌道到返回地面，一般需要經過4個階段返回艙才能夠安全着陸。當時，隻有前蘇聯和美國掌握了衛星回收技術，而且是經過多次失敗後才取得成功的。我國能否首戰告捷，航天測控十分關鍵。中心科技人員面對回收軟件編寫中上萬個步驟才能解的方程式，幾個人一組，經常通宵達旦算上半個月，草稿紙裝滿幾麻袋，終于研制出衛星回收控制計算方案，成功解決了“臨界傾角”的難題。1975年11月29日，中心回收部隊萬裡馳騁，将我國發射的第一顆返回式衛星收入“囊”中。這一壯舉，使我國成為繼蘇、美之後第三個掌握衛星回收技術的國家，而且是唯一一個首次回收就取得成功的國家。
1984年，我國首次發射地球同步通信衛星“東方紅二号”，中心廣大科技人員精心測控，使衛星準确定點在36000公裡的赤道上空，結束了我國長期租用國外通信衛星的曆史，也使我國成為世界上第五個掌握地球同步衛星測控定點技術的國家。
20世紀80年代中葉，全國改革開放逐步深化，我國要發展載人航天技術也被納入了國家制定的計劃中。從1987年春到1991年底，航天領域的專家進行了四年多的概念研究，于1992年初正式組織了載人航天工程的技術、經濟可行性論證。專家們的結論是：中國完全有能力搞載人航天工程。
1999年11月21日，在沒有任何技術和經驗借鑒的情況下，測控人自主摸索，精測妙控，僅靠“十八勇士”首次成功回收了神舟一号無人飛船。之後的神舟二号、神舟三号、神舟四号任務，測控人一路揮戈揚鞭，不斷創新屢戰屢勝。我國7次發射“神舟”号宇宙飛船，西安中心一次又一次出色完成測控和回收飛船任務，使我國順利跨入世界航天科技大國行列。
近年來，西安中心實現了測控技術“飛向太空、返回地面、同步定點、飛船回收、多星管理”五大跨越，精密定軌、多星管理等測控關鍵技術已跻身世界先進行列。先後圓滿完成了數百次科研試驗任務，執行實時測控任務能力實現了由原來幾年一次、一年幾次到現在一年十幾次，衛星長期管理能力由原來管理幾顆星到現在幾十顆星的躍升。
目前，中心承擔着我國近數十顆衛星的長期管理任務，為汶川抗震救災、北京奧運會、國慶安保提供了高質量的衛星保障服務，在國民經濟和國防建設中發揮了重要的作用。在茫茫宇宙樹起了中國航天的曆史豐碑。測控人把一條條縱橫多姿的“中國軌道”閃耀在璀璨的太空！
科技創新
模式發生重大轉變
近年來，我國航天發射任務日益密集，面對測控技術空前複雜，測控資源空前緊張的嚴峻挑戰，中心以創新試驗組織管理模式為突破口，打響提升測控能力第一仗。
創建中心透明遙控組織指揮模式。中心以往采用的以測控站為主對航天器進行測控的方式，難以适應高密度任務沖擊，測控精度、運算速度和自動化水平急需提高。經過艱辛探索，建立起航天器透明遙控模式，這一新型測控模式除具有傳統測控功能外，還可以直接遠程監視、控制各測控站設備，并對測控數據自動進行分析運算。透明模式應用于測控實踐以來，衛星姿态、軌道和轉速等多項高難度控制的速度、精度得到顯著提升。
開發“陸基測控網多任務管理中心”系統。面對日益緊張的測控資源和全天時運轉的測控設備，統一調配資源，中心向管理要效益，在盤活現有資源上下功夫。建設基測控網多任務管理中心，所有測控資源統一由網管中心科學管理調配，依靠系統自動生成的資源最優分配策略，充分發揮測控網最大使用效益。同時，優化設備任務狀态切換程序，使單套測控設備切換時間大幅縮短。
嫦娥工程任務實施前夕，西安中心自主研發的《奔月航天器精密軌道計算技術系統》，受到國内權威專家一緻好評，稱贊該系統實現了我國航天器軌道确定技術由“地球軌道”到“月球軌道”的跨越。
軌道控制
精密軌道是對航天器實施有效控制的基礎，中心瞄準精密軌道确定這一前沿領域奮力開拓。按照緊跟前沿、着眼長遠、立足當前的創新思路，先後攻克航天器軌道确定、軌道控制、軌道維持等關鍵核心技術，軌道确定和控制精度達到了國際先進水平，實現了定軌精度從最初的公裡級、米級到厘米級的跨越。
返回式航天器落點預報精度，是航天領域又一關鍵技術。在”神舟”号系列飛船前4次飛行任務中，地面對返回艙落點預報精度大約為數公裡量級，這相對于返回艙一萬多公裡航程來說，誤差是可以接受的。但中心的科技人員并沒有滿足。通過近百次的仿真分析，并結合分析前飛行任務測量數據，使返回方案的分析預報精度在後續任務中達到最佳。乘勢而上，精益求精，最終在神舟七号任務中創造了近百米的精密落點預報佳績。
衛星運行太空并不是一帆風順，常常會充滿風險，排除故障衛星更是驚心動魄。中心科技人員曾連續奮戰、集智攻關，曆時數晝夜精心排障，使兩顆瀕臨絕境的衛星恢複“健康”，為國家挽回數十億元經濟損失，創造了在軌航天器診斷維修奇迹。
為保證每一顆太空“中國星”的安危，中心在提升應急測控能力方面不遺餘力。整理下發《試驗質量問題警示錄》和《測控裝備常見故障彙編》，制定《衛星應急處置預案》 、 《在軌航天器應急處置工作規範》 。改變衛星長管模式，減少指揮層次，利用任務間隙，進行系統聯試、信息聯調、應急處置模拟演練和專業化訓練考核，對軟硬件狀态設置、信息傳輸通道、各種方案預案進行反複驗證和推演論證，确保了異常情況下處置的及時性和有效性。中心在軌航天器異常處置能力不斷拓展，先後圓滿完成了載人航天飛行空間安全預警、俄美衛星相撞碎片監視跟蹤等航天應急保障任務。
近年來，我國在軌衛星逐漸從試驗型走向應用型，衛星數量日益增多。為提高衛星管理和應急測控信息化水平，基地研發出衛星遙測參數自動監視預警系統、衛星異常處置綜合數據庫、應急處理決策專家系統和多星管理自動化系統，實現了衛星長期管理由初期“單星經驗型”到現在“多星智能型”轉變，大大推進我國航天測控向智能化水平邁進。
人才濟濟
?測控群星共築共和國航天路
在40多年的建設和發展中，西安衛星測控中心的科技人才隊伍和試驗技術建設取得了長足發展，構建了科研與試驗相結合的科技創新機制，形成了老、中、青三代科技骨幹相結合的技術幹部隊伍。這支隊伍及其擁有的技術水平，為實現我國航天事業的未來發展奠定了堅實的技術和人才基礎。
黃金累千，不如一賢。組建40多年來，西安衛星測控中心湧現出一大批先進集體和典型人物，中心科技部副部長餘培軍就是傑出代表，他多次參加并完成了衛星、飛船測控任務，獲國家科技進步特等獎1項、部委級科技進步一等獎2項、二等獎8項、三等獎2項。1995年入選國家百千萬人才工程第一、二層次，先後榮立一等功二次、二等功二次， 2000年獲國家政府特别津貼，2004年獲中國科協“求是”傑出青年實用工程獎，2008年當選為第十一屆全國人大代表，并成為國務院直接連線專家。
餘培軍奮鬥史
他帶領課題組建立了以航天器控制語言為核心的中心遙控模式，使我國航天器遙控技術達到了世界先進水平；攻克了測控資源自動分配算法，建成了國内第一個測控網多任務管理中心，實現了測控設備的統一分配、科學利用和遠程監控；創新同步衛星高精度測控管理技術，有效節省了衛星燃料，延長了衛星壽命，為我國航天測控事業的信息化發展做出了傑出貢獻。
一花獨放不是春，百花齊放春滿園。2001年，軌道室副主任王家松遠赴大洋彼岸攻讀博士。在國外求學時，王家松受命主持研發“并行高精度軌道計算系統”。當時課程十分緊張，而高精度軌道軟件開發又屬于核心機密，學術刊物上也是隻字片語。憑着對祖國的無限忠誠，對本職工作的無比熱愛，王家松刻苦鑽研，頑強拼搏，以聰明才智，先後查閱各種資料3000餘種，記錄筆記100餘萬字，最終攻克這一技術難題，獨立研制出一套高精度衛星軌道定軌軟件。在2003年歐洲空間局組織的衛星軌道計算競賽中，他還利用自己研制的定軌軟件計算出了衛星軌道精度達2—3厘米的世界記錄，遠遠超過了歐洲空間中心和德、法、美等國多家知名軌道計算中心，名列各國之首。在歐洲空間操作中心組織的“環境衛星”軌道競賽中，他研發的定軌軟件一舉奪冠，在國際宇航界引起轟動。
博士學業完成後，他放棄國外許諾的優厚待遇回到祖國。他帶領“嫦娥一号”軌道計算工程小組展開攻關，相繼破解航天測控網和天文測軌網聯合定軌等五大技術難題，在國内率先研制出了具有自主知識産權的“環月軌道段精密定軌軟件”。他研發的“奔月航天器軌道計算系統”在四次中歐聯測任務中得到了成功應用和檢驗，于2006年通過了“嫦娥工程”總指揮、總設計師和首席科學家們的評審和驗收，獲得了好評。2005年到2006年，他參加了探月軌道綜合測定軌技術與驗證項目，将航天測控觸角首次延伸到了遙遠的月球，為我國未來深空探測計劃邁出了堅實一步。
“青春築成通天路，壯志淩雲翺蒼穹。威力化作天羅網，追星攬箭牧舟行。”一批默默無聞的“牧星人”，在新世紀探索宇宙、征服太空的征程中，更加信心百倍地瞄準了世界航天測控技術的最前沿，瞄準了更為深邃的宇宙空間，豪情滿懷、勵精圖治鑄就中國航天測控事業的輝煌明天。
