任月慧,張宏德,彭 越,徐利杰,劉 洋,馬小龍

(北京宇航系統(tǒng)工程研究所，北京 100076)

0 引言

地面測(cè)發(fā)控系統(tǒng)是火箭各系統(tǒng)測(cè)試、發(fā)射前控制，并實(shí)施發(fā)射的地面設(shè)備全稱。地面測(cè)發(fā)控系統(tǒng)一般由供配電設(shè)備、電氣測(cè)控設(shè)備、動(dòng)力測(cè)控設(shè)備、發(fā)控設(shè)備、信號(hào)采集傳輸設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、計(jì)算機(jī)、應(yīng)用軟件等組成，并與發(fā)射場(chǎng)相關(guān)系統(tǒng)配合，完成火箭的測(cè)試和點(diǎn)火發(fā)射任務(wù)，為推進(jìn)提升運(yùn)載火箭測(cè)試發(fā)射能力，本文對(duì)運(yùn)載火箭地面測(cè)控系統(tǒng)的基本架構(gòu)及發(fā)展方向進(jìn)行了論證分析，提出了后續(xù)技術(shù)發(fā)展規(guī)劃路線，并結(jié)合目前技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀提出了可實(shí)施途徑。

1 運(yùn)載火箭測(cè)發(fā)控系統(tǒng)組成及演進(jìn)概述

1.1 系統(tǒng)組成

地面測(cè)發(fā)控系統(tǒng)按照功能需求可以劃分為5個(gè)部分，分別為地面供電、有線測(cè)控、無(wú)線測(cè)控、數(shù)傳通信及測(cè)發(fā)控軟件[1-4]。

1)地面供電功能：主要負(fù)責(zé)在測(cè)試發(fā)射流程中接收加電、斷電指令，為箭上電氣系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)負(fù)載以及前端地面測(cè)發(fā)控設(shè)備提供能源。技術(shù)要素主要包括供電方式、電源配置模式、電源冗余方式等，具體是由直流電源和中頻電源等組成。

2)有線測(cè)控功能：按照流程完成火箭功能和性能測(cè)試，采集、處理、傳輸及顯示箭上測(cè)試數(shù)據(jù)、關(guān)鍵狀態(tài)等信息，并且要完成火箭點(diǎn)火時(shí)序輸出、發(fā)射流程邏輯控制等。技術(shù)要素主要包括測(cè)控設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)、測(cè)控模式、配電控制等，具體是由電氣測(cè)試發(fā)控設(shè)備、動(dòng)力測(cè)發(fā)控設(shè)備、點(diǎn)火控制裝置、應(yīng)急控制裝置、測(cè)控計(jì)算機(jī)、瀏覽計(jì)算機(jī)、各類等效器等組成。

3)無(wú)線測(cè)控功能：主要負(fù)責(zé)射頻遙測(cè)信號(hào)的接收、解調(diào)、譯碼，完成外測(cè)信號(hào)的發(fā)射及接收，完成安全控制指令的發(fā)射，同時(shí)裝訂試驗(yàn)碼和戰(zhàn)斗碼。主要是由前端遙測(cè)、外測(cè)、天基檢測(cè)站、光電轉(zhuǎn)換設(shè)備等組成。

4)數(shù)傳通信功能：主要實(shí)現(xiàn)前后端遠(yuǎn)距離網(wǎng)絡(luò)/應(yīng)急通信以及與發(fā)射場(chǎng)的數(shù)據(jù)傳輸，處理、顯示測(cè)試數(shù)據(jù)及狀態(tài)信息，采用高速以太網(wǎng)通訊、無(wú)線通信技術(shù)等。技術(shù)要素主要包括前后端網(wǎng)絡(luò)通信等，具體是由前后端網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換及處理計(jì)算機(jī)等組成。

5)測(cè)發(fā)控軟件功能：主要實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)載火箭測(cè)試發(fā)射流程的控制、系統(tǒng)狀態(tài)的監(jiān)測(cè)和測(cè)試數(shù)據(jù)的處理，提供各種測(cè)試狀態(tài)下測(cè)試數(shù)據(jù)的自動(dòng)判讀和歷史數(shù)據(jù)的分析比對(duì)服務(wù)。技術(shù)要素主要包括軟件使用模式、健康管理功能、硬件平臺(tái)等，具體是由測(cè)控軟件、健康監(jiān)測(cè)軟件、數(shù)據(jù)處理軟件等組成。

1.2 系統(tǒng)演進(jìn)

地面測(cè)發(fā)控系統(tǒng)方案的演進(jìn)主要源自以下因素[5-8]：

1)技術(shù)發(fā)展驅(qū)動(dòng)：工業(yè)電子、測(cè)試、測(cè)控、儀表等技術(shù)的發(fā)展為地面測(cè)發(fā)控系統(tǒng)的升級(jí)換代提供了更加高效率的解決方案。例如，隨著高速總線、BIT自檢測(cè)技術(shù)等數(shù)字技術(shù)取得了飛速發(fā)展，尤其是集成芯片、計(jì)算機(jī)及其相關(guān)技術(shù)的跨越式進(jìn)步，為地面測(cè)試發(fā)控設(shè)備的小型化、集成化、數(shù)字化研制提供了技術(shù)保證；無(wú)線通信技術(shù)的不斷發(fā)展，逐漸成為了有線通信的補(bǔ)充手段；此外，還有諸如大數(shù)據(jù)、云平臺(tái)等技術(shù)發(fā)展，也為火箭的信息應(yīng)用提供了更加先進(jìn)的技術(shù)途徑。

2)箭上電氣方案驅(qū)動(dòng)：運(yùn)載火箭地面測(cè)發(fā)控系統(tǒng)主要為配合箭上電氣系統(tǒng)，完成各階段對(duì)箭上電氣系統(tǒng)的測(cè)試工作。因此，箭上電氣系統(tǒng)方案對(duì)地面測(cè)發(fā)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)有很大影響，例如，傳統(tǒng)型號(hào)箭上按照分系統(tǒng)劃分獨(dú)立設(shè)計(jì)，所以傳統(tǒng)地面測(cè)發(fā)控系統(tǒng)針對(duì)箭上每個(gè)分系統(tǒng)都有對(duì)應(yīng)的獨(dú)立地面測(cè)試設(shè)備，各分系統(tǒng)獨(dú)立測(cè)試。而新研型號(hào)，箭上采用電氣一體化設(shè)計(jì)及自檢測(cè)，因此地面測(cè)發(fā)控系統(tǒng)也相應(yīng)簡(jiǎn)化并采用一體化設(shè)計(jì)方案。

3)功能需求驅(qū)動(dòng)：火箭型號(hào)研制對(duì)地面測(cè)發(fā)控提出了更多的功能需求，例如使用一套地面設(shè)備，即可滿足多型火箭測(cè)發(fā)控需求，提高地面設(shè)備通用化程度；針對(duì)未來(lái)火箭高可靠、智能化、快速測(cè)發(fā)及無(wú)人值守、國(guó)產(chǎn)化自主可控、重復(fù)使用等應(yīng)用特點(diǎn)，地面測(cè)發(fā)控系統(tǒng)需要滿足快速測(cè)試模式、自動(dòng)化測(cè)試、健康管理、子級(jí)獨(dú)立測(cè)試、異地遠(yuǎn)程測(cè)試發(fā)射支持等功能需求。

1.3 國(guó)內(nèi)測(cè)發(fā)控系統(tǒng)發(fā)展

我國(guó)運(yùn)載火箭地面測(cè)發(fā)控系統(tǒng)按照應(yīng)用模式和技術(shù)特征，演變?nèi)缦拢?/p>

1)最早測(cè)發(fā)控系統(tǒng)地面設(shè)備就近布置在火箭發(fā)射工位附近，各系統(tǒng)分別配置地面測(cè)發(fā)控設(shè)備，箭地之間、設(shè)備之間通過(guò)點(diǎn)到點(diǎn)的模擬量電纜互聯(lián)，操作依賴人工，設(shè)備種類多，規(guī)模龐大，自動(dòng)化程度低，崗位人員數(shù)量多，目前基本已經(jīng)退役；

2)隨著以太網(wǎng)技術(shù)成熟發(fā)展，測(cè)發(fā)控系統(tǒng)由近控實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)控模式，地面設(shè)備分成前后端部署，中間通過(guò)光纖連接，自動(dòng)化測(cè)試和判讀水平大幅度提升。但由于各系統(tǒng)仍就分開(kāi)獨(dú)立研制配套，導(dǎo)致系統(tǒng)的設(shè)備復(fù)雜、規(guī)模龐大，參與崗位人員多，使用維護(hù)成本高，數(shù)據(jù)判讀、射前監(jiān)測(cè)仍要人工確認(rèn)，設(shè)備定制化程度高。目前在現(xiàn)役型號(hào)中廣泛應(yīng)用；

3)根據(jù)資源整合，簡(jiǎn)化地面設(shè)備規(guī)模，提升信息應(yīng)用效率的需求，經(jīng)過(guò)論證提出了設(shè)備集成化、測(cè)試流程一體化、信息一體化的測(cè)發(fā)控系統(tǒng)。采用模塊化、組合化、可配置技術(shù)，支持積木式組合和箭地接口適配更換以滿足不同型號(hào)地面測(cè)發(fā)控需求。目前該模式測(cè)發(fā)控系統(tǒng)正開(kāi)展研制，也是后續(xù)現(xiàn)役型號(hào)地面測(cè)發(fā)控系統(tǒng)更新改造的方向；

4)未來(lái)的測(cè)發(fā)控系統(tǒng)，由于無(wú)線供電與無(wú)線通信技術(shù)的發(fā)展，箭地間將取消傳統(tǒng)電纜連接實(shí)現(xiàn)無(wú)線測(cè)試發(fā)射，同時(shí)需要通過(guò)靈活的設(shè)備組合和軟件配置，實(shí)現(xiàn)一套地面測(cè)發(fā)控設(shè)備同時(shí)適應(yīng)子級(jí)獨(dú)立出廠測(cè)試和全箭集成測(cè)試的需求；此外，增加發(fā)射場(chǎng)-總裝廠-設(shè)計(jì)中心的異地遠(yuǎn)程發(fā)射支持功能，進(jìn)一步減少現(xiàn)場(chǎng)工作人員，該模式測(cè)發(fā)控系統(tǒng)已經(jīng)完成箭地?zé)o線供電、激光無(wú)線通信、多網(wǎng)融合等主要關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證。

1.4 國(guó)外測(cè)發(fā)控系統(tǒng)發(fā)展

通過(guò)對(duì)美國(guó)SLS、AresI、Falcon9、歐洲Vega、日本Epsilon等國(guó)際主流運(yùn)載火箭地面測(cè)試發(fā)射技術(shù)調(diào)研，可以看出：國(guó)外運(yùn)載火箭地面測(cè)發(fā)控系統(tǒng)基本架構(gòu)與我國(guó)基本一致，也可分為地面供配電、有線測(cè)控、無(wú)線測(cè)控、數(shù)傳通信及測(cè)發(fā)控軟件等組成。普遍采用后端計(jì)算機(jī)+服務(wù)器，前端采用供電+測(cè)控設(shè)備，前后端采用網(wǎng)絡(luò)連接的系統(tǒng)架構(gòu)。從功能上一般分為指揮控制、應(yīng)急控制和健康管理(故障診斷)，從地域上一般分為現(xiàn)場(chǎng)發(fā)射控制和遠(yuǎn)程技術(shù)支持[9-12]。

具體技術(shù)特征如下：

1)供配電方面，國(guó)外地面測(cè)發(fā)控系統(tǒng)對(duì)箭上供電采用統(tǒng)一供配電模式，采用有線供電方式；

2)有線測(cè)控方面，PLC測(cè)控設(shè)備采用專用工業(yè)總線連接；

3)無(wú)線測(cè)控方面，采用多組無(wú)線測(cè)控設(shè)備對(duì)應(yīng)箭上不同無(wú)線設(shè)備；

4)數(shù)傳通信方面，國(guó)外火箭箭地接口相對(duì)簡(jiǎn)化，主要由地面供電、數(shù)字通信及應(yīng)急控制組成。地面前后端通信以以太網(wǎng)為主，并部分采用實(shí)時(shí)地面網(wǎng)絡(luò)。國(guó)外均具備遠(yuǎn)程技術(shù)支持能力，能夠充分利用人力資源遠(yuǎn)程在線提供故障定位、指揮決策支持；

5)測(cè)發(fā)控軟件方面，各國(guó)發(fā)射控制系統(tǒng)均具有完整的故障診斷系統(tǒng)，對(duì)測(cè)試及發(fā)射過(guò)程中進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，發(fā)生故障時(shí)能夠及時(shí)自動(dòng)終止發(fā)射流程；

6)國(guó)外已經(jīng)普遍采用自動(dòng)化測(cè)試與發(fā)射技術(shù)，從而縮短發(fā)射測(cè)試準(zhǔn)備周期；

7)國(guó)外運(yùn)載火箭已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)射前流程的自動(dòng)化和前端無(wú)人值守操作，確保了發(fā)射區(qū)操作安全性。

2 測(cè)發(fā)控系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃及實(shí)施途徑

2.1 設(shè)計(jì)理念

1)堅(jiān)持測(cè)發(fā)控系統(tǒng)設(shè)備通用化、標(biāo)準(zhǔn)化的統(tǒng)籌發(fā)展思路：硬件產(chǎn)品選用型譜化產(chǎn)品、貨架式產(chǎn)品，并制定標(biāo)準(zhǔn)化接口；軟件產(chǎn)品采用統(tǒng)一平臺(tái)架構(gòu)，通過(guò)不同配置項(xiàng)組合滿足不同測(cè)試發(fā)射流程的需求；

2)以技術(shù)為本，摒棄傳統(tǒng)分工模式束縛：成立專項(xiàng)研制團(tuán)隊(duì)，基于產(chǎn)品化思路開(kāi)展地面測(cè)發(fā)控系統(tǒng)的統(tǒng)型研制，實(shí)現(xiàn)地面測(cè)發(fā)控系統(tǒng)從型號(hào)牽引向產(chǎn)品化、裝備化研制模式的轉(zhuǎn)變；統(tǒng)一地面測(cè)發(fā)控系統(tǒng)的頂層架構(gòu)，形成地面測(cè)發(fā)控系列標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范及貨架產(chǎn)品型譜；

3)立足當(dāng)前，目標(biāo)長(zhǎng)遠(yuǎn)，分步實(shí)施，逐步實(shí)現(xiàn)升級(jí)換代：現(xiàn)有的測(cè)發(fā)控系統(tǒng)升級(jí)改進(jìn)采用設(shè)備和軟件資源整合，提升產(chǎn)品的通用化程度，簡(jiǎn)化地面設(shè)備規(guī)模，提升信息應(yīng)用效率，實(shí)現(xiàn)設(shè)備集成化、測(cè)試流程一體化、信息一體化。同時(shí)，采用模塊化、組合化、可配置技術(shù)，支持積木式組合和箭地接口適配更換以滿足不同型號(hào)地面測(cè)發(fā)控需求。未來(lái)增加子級(jí)獨(dú)立測(cè)試，通過(guò)靈活的設(shè)備組合和軟件配置，逐步實(shí)現(xiàn)一套地面測(cè)發(fā)控設(shè)備同時(shí)適應(yīng)子級(jí)獨(dú)立出廠測(cè)試和全箭集成測(cè)試的需求，并增加了發(fā)射場(chǎng)-總裝廠-設(shè)計(jì)中心的異地遠(yuǎn)程發(fā)射支持功能[13-18]。

2.2 設(shè)計(jì)原則

2.2.1 通用性原則

采用通用化思想，設(shè)計(jì)、建設(shè)地面測(cè)發(fā)控系統(tǒng)平臺(tái)，按照"大量通用設(shè)備+少量專用設(shè)備+接口適配器"的使用模式可適應(yīng)多型火箭的測(cè)試發(fā)射要求。硬件產(chǎn)品選用型譜化產(chǎn)品、貨架式產(chǎn)品，制定標(biāo)準(zhǔn)化接口；軟件產(chǎn)品采用統(tǒng)一平臺(tái)架構(gòu)，通過(guò)不同配置項(xiàng)組合滿足不同測(cè)試流程的需求。

2.2.2 可靠性原則

從系統(tǒng)整體可靠性出發(fā)，加強(qiáng)系統(tǒng)的軟硬件可靠性設(shè)計(jì)。與最低發(fā)射條件相關(guān)的設(shè)備均采用冗余設(shè)計(jì)，確保發(fā)射時(shí)不存在單點(diǎn)故障模式。

2.2.3 集成化原則

測(cè)發(fā)控系統(tǒng)設(shè)備在保證可靠性、通用性和可維護(hù)性的前提下，進(jìn)一步采取小型化、集成化設(shè)計(jì)，以減小設(shè)備規(guī)模，方便設(shè)備移動(dòng)和部署，提高系統(tǒng)恢復(fù)效率。

2.2.4 智能化原則

地面設(shè)備逐步實(shí)現(xiàn)自測(cè)試、自診斷的能力，可智能判別自身健康狀況，可實(shí)現(xiàn)自主故障切換，減少操作崗位和實(shí)現(xiàn)射前無(wú)人值守。對(duì)測(cè)發(fā)數(shù)據(jù)進(jìn)行集中管理、綜合應(yīng)用，具備智能自動(dòng)判讀分析等能力，采用一體化測(cè)發(fā)流程，提升測(cè)發(fā)智能化程度和操作便捷度，減少監(jiān)測(cè)和指揮人員。

2.2.5 自主可控原則

在滿足使用要求的前提下，元器件應(yīng)選用技術(shù)成熟、質(zhì)量穩(wěn)定、能夠持續(xù)供應(yīng)、有使用經(jīng)驗(yàn)的主流元器件，控制進(jìn)口元器件的選用，確保滿足自主可控相關(guān)要求。

2.2.6 經(jīng)濟(jì)性原則

要充分考慮全壽命周期內(nèi)的經(jīng)濟(jì)性，貫徹全壽命內(nèi)效費(fèi)比最優(yōu)原則，利用先進(jìn)技術(shù)、綜合集成技術(shù)等開(kāi)展總體優(yōu)化設(shè)計(jì)，推進(jìn)工業(yè)貨架成熟產(chǎn)品的選用，優(yōu)化配套數(shù)量和使用模式，在保證使用性能和可靠性的基礎(chǔ)上，盡可能降低成本。

2.3 發(fā)展方向

根據(jù)地面測(cè)發(fā)控系統(tǒng)的架構(gòu)組成，對(duì)地面供配電、有線測(cè)控、無(wú)線測(cè)控、數(shù)傳通信、測(cè)發(fā)控軟件5個(gè)功能的技術(shù)發(fā)展路線進(jìn)行闡述。

2.3.1 地面供配電發(fā)展方向

當(dāng)前結(jié)合應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，針對(duì)負(fù)載特性穩(wěn)定的地面直流穩(wěn)壓電源采用N+1冗余技術(shù)，針對(duì)存在負(fù)載特性突變的采用1+1電源冗余技術(shù)。中頻電源采用控制+變頻器模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)箭上中頻電機(jī)的控制，通過(guò)切換軟件實(shí)現(xiàn)不同型號(hào)的通用化。固態(tài)功率控制器(SSPC,solid state power controller)是配電技術(shù)的發(fā)展方向。隨著未來(lái)火箭的箭體規(guī)模、用電設(shè)備功率的不斷增大，有線供電技術(shù)將導(dǎo)致供電電纜重量過(guò)大，直接影響運(yùn)載火箭運(yùn)載能力。因此采用無(wú)線供電技術(shù)是實(shí)現(xiàn)未來(lái)運(yùn)載火箭電氣系統(tǒng)無(wú)纜化、無(wú)人值守的關(guān)鍵支撐技術(shù)之一。

2.3.2 有線測(cè)控發(fā)展方向

有線測(cè)控集成設(shè)計(jì)能夠減少部分設(shè)備種類，降低維護(hù)成本，可以有效簡(jiǎn)化測(cè)發(fā)控流程設(shè)計(jì)難度，提高測(cè)發(fā)控流程運(yùn)行效率，壓縮流程周期。當(dāng)前提出的測(cè)控集成方案符合未來(lái)技術(shù)發(fā)展的方向，選用的工業(yè)系統(tǒng)總線最具代表性的是當(dāng)前得到大量應(yīng)用的PLC、PXI、CPCI等，目前在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用均非常成熟，采用PXI、CPCI等嵌入式開(kāi)源計(jì)算機(jī)，并沒(méi)有本質(zhì)差異。未來(lái)運(yùn)載火箭在設(shè)備小型化、環(huán)境適應(yīng)性、電磁兼容性、可維修性等方面提出了新的測(cè)控要求，此外未來(lái)運(yùn)載火箭VPX將作為箭上綜合電子設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)。因此地面采用VPX標(biāo)準(zhǔn)可以和箭上共享成熟技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)化模塊產(chǎn)品，可有效降低開(kāi)發(fā)難度和設(shè)計(jì)成本。VPX總線繼承了原VME標(biāo)準(zhǔn)中機(jī)械結(jié)構(gòu)及導(dǎo)冷抗震方面的優(yōu)勢(shì)，在體積、集成度、電磁屏蔽、兼容性、互換性、維修性等方面有較大的優(yōu)勢(shì)，是一種新型的背板交換技術(shù)，不僅能夠有效解決高速率數(shù)字信號(hào)的傳輸，而且該標(biāo)準(zhǔn)還能夠有效解決振動(dòng)、沖擊以及電磁輻射等對(duì)電氣產(chǎn)品可靠性造成影響的問(wèn)題，能夠很好的適應(yīng)分布式測(cè)控對(duì)象的工作環(huán)境。

2.3.3 無(wú)線測(cè)控發(fā)展方向

射頻綜合技術(shù)已成為降低機(jī)載、艦載等受限平臺(tái)中信息系統(tǒng)體積、重量、成本，提高信息系統(tǒng)電磁兼容性、可靠性的主要發(fā)展方向。目前已經(jīng)在飛機(jī)等空間受限平臺(tái)得到廣泛應(yīng)用。后續(xù)也將用在火箭無(wú)線測(cè)控設(shè)備研發(fā)上。通過(guò)將火箭原有的遙測(cè)、安控、外測(cè)、導(dǎo)航和天基中繼等功能進(jìn)行高度集成，將各自獨(dú)立的基帶資源進(jìn)行整合，形成通用化綜合射頻測(cè)控設(shè)備，大幅度減少設(shè)備重量、體積和功耗，壓縮操作崗位人員數(shù)量，提升系統(tǒng)效率。同時(shí)利用一套通用化的硬件系統(tǒng)，通過(guò)不同的軟件配置滿足多個(gè)型號(hào)測(cè)試需求。

2.3.4 數(shù)傳通信發(fā)展方向

我國(guó)現(xiàn)役火箭地面數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)通信逐步形成了以前、后端網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)為核心，前后端大部分設(shè)備通過(guò)以太網(wǎng)接入的數(shù)據(jù)傳輸架構(gòu)。未來(lái)的地面測(cè)發(fā)控系統(tǒng)須將發(fā)射場(chǎng)地面測(cè)控網(wǎng)絡(luò)與異地遠(yuǎn)程發(fā)射支持網(wǎng)絡(luò)一體化整合，實(shí)現(xiàn)發(fā)射場(chǎng)-設(shè)計(jì)中心-總裝廠的多地協(xié)同測(cè)試發(fā)射，完成異地遠(yuǎn)程發(fā)射支持。根據(jù)火箭測(cè)試發(fā)射實(shí)時(shí)性要求，地面測(cè)發(fā)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)是采用多網(wǎng)融合網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，通過(guò)采用實(shí)時(shí)以太網(wǎng)、標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的多網(wǎng)融合設(shè)計(jì)方案。此外，還將采用無(wú)線終端設(shè)備，部署靈活方便，避免因走線不方便而不能部署的問(wèn)題；方便設(shè)備部署撤收，縮短設(shè)備恢復(fù)時(shí)間，有利于縮短任務(wù)周期。

2.3.5 測(cè)發(fā)控軟件發(fā)展方向

當(dāng)前運(yùn)載火箭各系統(tǒng)分別采用各自獨(dú)立的地面測(cè)發(fā)控軟件，部署在獨(dú)立的服務(wù)器或工作站上，無(wú)法有效地共享運(yùn)算資源。未來(lái)測(cè)發(fā)控軟件采用統(tǒng)一平臺(tái)構(gòu)建，通過(guò)整合不同系統(tǒng)的測(cè)發(fā)控需求，實(shí)現(xiàn)了集傳統(tǒng)多個(gè)分系統(tǒng)的指揮控制、顯示、判讀、分析等功能，并且通過(guò)軟件配置及界面選擇，可適用于多型號(hào)的測(cè)發(fā)控系統(tǒng)軟件平臺(tái)。通過(guò)應(yīng)用測(cè)試數(shù)據(jù)自動(dòng)判讀技術(shù)，可在短時(shí)間內(nèi)由計(jì)算機(jī)根據(jù)大量的測(cè)試數(shù)據(jù)信息自動(dòng)判別出火箭各項(xiàng)測(cè)試參數(shù)及運(yùn)行狀態(tài)是否正常，可有效減少人為差錯(cuò)，提高測(cè)試效率。隨著技術(shù)發(fā)展，利用科學(xué)方法建立對(duì)運(yùn)載火箭測(cè)試數(shù)據(jù)自動(dòng)判讀、故障自動(dòng)診斷、健康狀態(tài)自動(dòng)監(jiān)測(cè)和管理的手段，將設(shè)計(jì)人員從繁重的數(shù)據(jù)判讀、故障分析和排查以及產(chǎn)品維護(hù)中解脫出來(lái)，提高測(cè)試、發(fā)射和產(chǎn)品維護(hù)效率，已經(jīng)成為技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。隨著計(jì)算智能的發(fā)展，基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的故障診斷成為熱門的研究領(lǐng)域[19-22]。

2.4 實(shí)施途徑

基于地面測(cè)發(fā)控系統(tǒng)的發(fā)展規(guī)劃，堅(jiān)持技術(shù)更新?lián)Q代發(fā)展理念，對(duì)于近、中、遠(yuǎn)期工作分別提出了實(shí)施方案建議。

1)近期：開(kāi)展現(xiàn)役運(yùn)載火箭地面測(cè)發(fā)控系統(tǒng)改造，研制可用于多型火箭的統(tǒng)型測(cè)發(fā)控系統(tǒng)，基于該系統(tǒng)架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)總裝或靶場(chǎng)一套地面設(shè)備完成多個(gè)型號(hào)的測(cè)試或發(fā)射。在原系統(tǒng)基礎(chǔ)上完成測(cè)發(fā)控設(shè)備集成化、測(cè)試流程一體化、信息一體化整合工作。采用模塊化、組合化、可配置技術(shù)，支持積木式組合和箭地接口適配更換以滿足不同型號(hào)地面測(cè)發(fā)控需求，目前該模式測(cè)發(fā)控系統(tǒng)正開(kāi)展研制。

2)中期：結(jié)合箭上一體化設(shè)計(jì)思路，地面供配電采用多臺(tái)電源并聯(lián)冗余模式；有線測(cè)控采用通用CPCI+SSPC模式；無(wú)線測(cè)控采用一體化遙外測(cè)檢測(cè)站；數(shù)傳通信采用箭地一體化網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)思路，采用以太網(wǎng)作為箭地通信方式并逐步向?qū)崟r(shí)以太網(wǎng)過(guò)渡；測(cè)發(fā)控軟件部署于地面虛擬化云平臺(tái)上，采用一體化測(cè)發(fā)控軟件+健康監(jiān)測(cè)軟件，具備健康監(jiān)測(cè)功能，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)流程。目前該模式測(cè)發(fā)控系統(tǒng)正開(kāi)展研制。

3)遠(yuǎn)期：未來(lái)地面測(cè)發(fā)控系統(tǒng)需要增加子級(jí)獨(dú)立測(cè)試能力，需要通過(guò)靈活的設(shè)備組合和軟件配置，實(shí)現(xiàn)一套地面測(cè)發(fā)控設(shè)備同時(shí)適應(yīng)子級(jí)獨(dú)立出廠測(cè)試和全箭集成測(cè)試的需求；由于無(wú)線供電與無(wú)線通信技術(shù)的發(fā)展，箭地間將取消傳統(tǒng)電纜連接實(shí)現(xiàn)無(wú)線測(cè)試發(fā)射；采用以測(cè)控設(shè)備小型化、分散集成在配氣臺(tái)等測(cè)控對(duì)象的分布式網(wǎng)絡(luò)測(cè)控體制，取代傳統(tǒng)集中式測(cè)控體制；此外，前后端通信將采用有線以太網(wǎng)與無(wú)線物聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合的多網(wǎng)融合方式。目前已經(jīng)完成方案論證和主要關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)工作[23-25]。

3 系統(tǒng)研制思路

3.1 頂層規(guī)范技術(shù)路徑，統(tǒng)一后續(xù)研制方向

加快研制進(jìn)度，首先形成地面測(cè)發(fā)控系統(tǒng)統(tǒng)一化要求，指導(dǎo)系統(tǒng)、單機(jī)相關(guān)產(chǎn)品研制。加快統(tǒng)型地面測(cè)發(fā)控系統(tǒng)研制進(jìn)度，與在役型號(hào)需求匹配。

3.2 轉(zhuǎn)變研制模式，實(shí)現(xiàn)從型號(hào)牽引向裝備化研制的轉(zhuǎn)變

按照裝備化思路開(kāi)展地面測(cè)發(fā)控系統(tǒng)的研制，后端設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一配置，前端按照發(fā)射/測(cè)試工位進(jìn)行配置，同一發(fā)射/總裝測(cè)試工位采用一套地面測(cè)發(fā)控系統(tǒng)即可滿足不同型號(hào)的測(cè)試發(fā)射需求。成立專項(xiàng)研制團(tuán)隊(duì)，基于產(chǎn)品化思路開(kāi)展地面測(cè)發(fā)控系統(tǒng)的統(tǒng)型研制，實(shí)現(xiàn)地面測(cè)發(fā)控系統(tǒng)從型號(hào)牽引向產(chǎn)品化、裝備化研制模式的轉(zhuǎn)變。

3.3 箭上地面同步發(fā)展，規(guī)范型譜產(chǎn)品研制

地面測(cè)發(fā)控系統(tǒng)與箭上電氣系統(tǒng)的發(fā)展同步規(guī)劃，統(tǒng)一后續(xù)型號(hào)箭上電氣系統(tǒng)與地面測(cè)發(fā)控系統(tǒng)的頂層架構(gòu)，形成電氣系統(tǒng)(箭上和地面)系列標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范及貨架產(chǎn)品型譜，支撐后續(xù)各型號(hào)研制過(guò)程中的產(chǎn)品選用。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文從國(guó)內(nèi)外火箭地面測(cè)發(fā)控系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀分析、未來(lái)研制需求出發(fā)，總結(jié)了地面測(cè)發(fā)控系統(tǒng)的頂層架構(gòu)和演進(jìn)路線，最后對(duì)后續(xù)發(fā)展實(shí)施途徑和步驟進(jìn)行了初步規(guī)劃，提出了頂層規(guī)范技術(shù)路徑，統(tǒng)一后續(xù)研制方向；轉(zhuǎn)變研制模式，實(shí)現(xiàn)從型號(hào)牽引向裝備化研制的轉(zhuǎn)變；規(guī)范型譜產(chǎn)品研制的未來(lái)研制思路，為地面測(cè)發(fā)控系統(tǒng)發(fā)展提供參考。