【技术篇】揭秘长征七号火箭电子和测控系统之中国电科

记者 王雪姣

它，是“长七”地面测控系统的核心，历经4年研发，在全国范围内首次全面使用国产化设备系统。它是为新发射场量身定制的海南发射场指控中心计算机系统，由中国电科15所研发；

它，通过发送逃逸指令，可以全面保障人员生命安全，可谓航天员生命的“保险绳”，它是长征七号的地面控制系统，由中国电科通信事业部54所研发；

它，为火箭提供飞行轨迹数据，进而为指挥系统研判发射情况提供科学依据，它叫做火箭系统外测安全设备，由中国电科10所研发。

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这些在长征七号运载火箭飞行任务中发挥着至关作用的核心技术，均由中国电子科技集团公司（以下简称中国电科）研制。

据悉，中国电科作为载人航天工程副总指挥单位，共有14个成员单位参加了长征七号首飞试验箭任务，主要承担了发射场测控中心计算机系统、测控通信系统设备、地面控制系统、测控系统产品和48项2967只关键元器件等设备，全面保障火箭发射升空、在太空遨游交会对接直至安全返回地面的安全可控。

值得一提的是，在此次任务发射中，中国电科沿用了诸多创新技术，开创了我国航天发射任务的新篇章。

中国电科15所在载人航天地面测控系统的核心——地面测控中心计算机系统的建设中发挥了重要作用，承担了北京中心、西安中心和二十七基地海南发射场指控中心计算机系统、文昌发射场运载火箭活动发射平台通信系统的建设，该系统包括测控通信系统中的计算机系统、显示系统和通信系统。其中，15所为长七量身定制海南发射场测控中心计算机系统，为首次全面采用全国产化设备，意义重大。

据悉，测控中心计算机系统在火箭发射、交会对接和返回整个任务周期内，通过接收外来信息数据，并依靠系统进行数据处理，最后将信息数据发送到显示终端作为决策工作人员的指挥判定依据。此系统犹如大脑般，掌控着整个任务周期数据的发送、接收和处理工作。

在此次任务中，海南发射场测控中心计算机系统首次采用了全国产化设备，特别是国产化麒麟linux操作系统替代了美国微软的windows系统，应用软件也改为在国产化操作系统下运行，就犹如给“长七”建立了一个更“安全”的大脑，确保发射任务准确可控。

据悉，海南发射场测控中心计算机系统历经4年研发，主要承担海南发射场一体化试验信息系统中与测控业务和多业务信息综合利用相关的信息处理、信息应用以及计算机系统自身运行管理和安全防护内容，同时，还涵盖了依托中心计算机系统建设的海南一体化试验信息系统运行管理系统的综合运行管理系统和测控运行管理系统等建设内容。

此系统作为测控方向国产化项目的先驱者，实现了国产设备的全面自主可控，对之后的各个测控项目都有重要指导意义。

作为长七的“眼睛”，外弹道测量系统（简称外测系统）为载人航天工程中的关重件，对运载火箭起飞后全过程弹道进行精确的测距测速并判定火箭飞行轨迹是否正常起着至关重要的作用。有史以来，外测系统都是由中国电科10所负责研制。

此次长七发射，10所提供了16台/套直接执行任务的外测设备、15台/套保障和试验设备，并新研出安装在火箭二级箱间段的“主角”——脉冲相参应答机，实现了近20年来10所在脉冲应答机研制上最大的创新。

本次参加任务的脉冲相参应答机是10所研制的第五代全固态化数字脉冲相参应答机，整机采用了具有国际先进水平的数字化架构设计，采用固态功放取代了磁控管和高压设计，采用数字存储技术实现了高精度延时，并实现了多脉冲自动识别和保护功能等特点；具有时延精度高、稳定性好、可靠性高、功耗低、体积小、重量轻、良好生产性等优点。与上一代脉冲应答机相比，产品体积减小50％，重量减轻40％，能够适应海南发射场高温、高湿、高盐、强台风、强雷暴、强降水的特殊使用环境。

为保障长征七号顺利腾飞，通信事业部54所为长七布下了通信测控的“天罗地网”，犹如一条看不见的风筝线，为长征七号任务正常运行提供指挥决策。

安全遥控系统作为所有飞行器发射的必须系统，为火箭至关重要的“安全锁”。此次，通信事业部54所为长征七号专门研制的安控系统，首次采用全新的测控体制，抗干扰性强，保密性能好，实时性更突出，大幅降低误指令、虚指令、漏指令的发生概率，可靠性大大增强。此系统通过对长征七号火箭发射过程中的各类数据进行实时动态监控，从而分析判断火箭的发射状态。当火箭在升空过程中出现较严重的故障，可通过发送特殊指令，启动自毁装置，最大程度避免火箭坠地造成的危害。

为确保将火箭安然送到太空，通信事业部54所编织了一条覆盖陆、海、空三地的通信测控网。海上，远望船上的通信测控设备经过通信事业部54所技术人员的长期调试和认真巡检，随时待命；陆上，各种车载站和便携站准备就绪，时刻准备执行任务；天上，飞机装载着通信测控系统，在飞行中迎接使命的到来。一条条指令沿着这张网在火箭、发射中心和指挥中心传送，确保将火箭安然送到太空，同时在火箭发射的全过程采集、捕捉和传输相关数据、图像、话音以及指挥调度等信息，为长征七号任务正常运行提供指挥决策。

火箭点火升空的背后，通信事业部54所的测控系统犹如看不见的风筝线，接收和发送指令，接收遥测、数传信息，测速、测距和跟踪测角，为长征七号顺利发射提供精准的测控技术，遥遥控制火箭按照预定的飞行轨迹升空。

此外，为提高火箭发射时图像和话音传输的连续性和清晰度，通信事业部 54所为文昌发射中心研制了实况电视系统，将众多高清摄像头分布于发射塔和避雷塔的塔架上，第一时间拍摄火箭点火和上升阶段的关键场景，不仅给指挥员提供了重要的决策手段，还为现场观众带来了一次史无前例的视觉震撼。

作为电子系统的基本组成，元器件的可靠性是影响载人航天运载火箭高可靠性。在此次长七任务中，中国电科12所、18所、43所、49所、55所、重庆声光电等单位共提供了48项、2967只关键元器件。针对海南天气潮湿、盐雾腐蚀严重的特殊天气气候，中国电科对产品性能进行了结构优化，确保元器件功能、可靠性满足特殊的环境要求。

其中，12所配备的C波段振荡磁控管通过改进结构、工艺，加强工艺过程控制和试验、筛选等诸多措施，顺利完成了C波段振荡磁控管的可靠性增长工作；43所DC/DC变换器和EMI滤波器产品可靠性等级达到亚五级，经受了电应力、环境应力和机械应力的综合考验，可长期工作在125℃的条件下；49所配套的传感器，采用理论计算，利用先进的热性能仿真、结构力学仿真技术，最终实现了传感器高可靠高精度测量目的；55所为测量系统配备的功放模块于实现了国产芯片的首次重点工程应用，100%国产化；重庆声光电配备的陶瓷滤波器、声表面波非色散延迟线等4项产品突破了产品温度稳定性、可靠性、盐雾和内部水汽含量试验等难点。

此外，在这次任务中，中国电科14所有6部雷达参与保障， 通信事业部39所依据海南靶场天气潮湿、盐雾腐蚀严重的特殊天气气候，对天线结构设备和其他室外设备进行了专门的涂覆处理，较好地保障了长征七号的发射。

凭借在航天测控系统和元器件研制生产方面数十年积累的人才和技术优势，中国电科为此次长征七号载人航天工程任务的顺利发挥了巨大作用，后续，中国电科将继续以最好的状态和饱满的热情、严谨的态度，为我国载人航天工程保驾护航！

轮值责编 尚素娟

校对 郝克