商业航天测控管理

宋永生，李 铎，陈劭睿

（北京宇航系统工程研究所，北京 100076）

1 商业航天与商业航天测控的概念

在“马斯克”“SPACE X”“海上回收”等关键词被公众和媒体追逐消费，“商业航天”作为一个新概念成为社会关注的热点，但对商业航天的理解不一。

总的来说，空间的商业开发基于两个方向发展：商业化和私营化。一方面，商业化在于鼓励航天从业企业在航天活动中通过经济手段获得相应的产品、服务和技术，从而获得盈利，实现商业化空间的可持续经营；另一方面，私营化在于政府机构从市场中的私营部门获得所需要的航天产品和服务，实现更低成本、更高效率的航天活动。

航天活动也正是基于国家行为拓展至民用，而后拓展商用的顺序，逐步发展演进。商业航天正是以市场化形式运行，企业在服务商业市场的同时获得利润。可以预见的是，商业航天将沿袭从公立到私营的过程，未来可以分为空间平台、发射服务、载人技术、精密微动技术、空间登陆技术、卫星在轨服务、空间资源探索和能源应用等多个部分。其中，测控技术是航天实践中不可或缺的功能模块，特别是在火箭发射和卫星跟轨等领域。

测控的基础工作包括三部分：跟踪，遥测和遥控。通过追踪飞行器的位置，接收飞行器下行信号，确定飞行器工作状态，向飞行器上注指令数据等，每个环节其实都离不开测控通信服务。截至2018年底，国内已有数家公司完成了在国内外主要测控区域的测控建站工作，商业航天测控逐渐具备了一定的测控资源，初具规模。

2 商业航天测控现状

目前，从国内外情况看，测控资源（包括地面站和控制中心）的隶属关系有作为国家基础设施，国际组织地面站组网、商业卫星或测控公司自组网络。其中，商业测控随着在轨卫星的增加呈现出迅速扩张的势头。从国外商业测控产业的发展来看，一般可以依据测控服务是否自给自足分为两种运营模式，一种是自有测控站，如美国的轨道成像公司、一网公司等都采用这种模式；另一种则是通过购买商业测控服务满足商业发射和在轨运行的测控工作。

对我国而言，航天产业的开放势必带动着航天测控面向市场化、商业化、私营化。服务模式和发展经验也要向国外学习，不但要降低测控服务的组网、维护、运营服务成本，提高测控服务的稳定性和效率，同时要积极参与国际合作与竞争，立足国内市场，扩展国际布局。

从国内发展情况来看，未来商业航天的兴起会导致在轨商业卫星呈爆发式增长发展态势。据初步统计，未来10年内小卫星（小于1，000kg）领域，国内发射需求约1，700颗，其中低倾角卫星约300颗；国外发射需求约6，200颗，预计2020年起，国内外小卫星年发射量将达410颗，发射市场需求旺盛。

诸如卫星互联网等类似计划将带来更多微小卫星“星座”组网的地面测控需求，这也对测控提出了更多要求：一是目标多、分布广，全天候测控需要更多测控范围；二是轨道接近，多目标入站同时测量和数据接收，有更高的技术难度。而现有的国家传统航天测控资源，需要完成更多国家级任务，因此，适度鼓励商业航天，商业测控参与在轨商业卫星的管理，是对传统航天测控体系的有效补充，势在必行。

3 商业航天测控管理

无论是传统航天测控还是商业航天测控，其管理模式基本相同，由任务中心和地面站组成。由于地球曲率影响，为满足近地轨道卫星对火箭、卫星的全航程联测需求，必须采用分布在不同地点的多地面站联网“接力”完成测控任务，这种联网可以是某一测控体制下的多地面站联网，也可以是不同测控体制下的多地面站联网。对于商业中低轨卫星，商业测控公司自建测控网比较合理的方式是：一是围绕主要测控任务测控区域建立测控站点；二是对于非主要测控区域购买其他商业测控公司测控服务；三是利用国家航天测控网完成测控支持。

商业测控企业积极探索管理的新模式，建造自有测控中心、测控站网络保障商业卫星在轨飞行控制。

（1）火箭遥测任务的国际组网。火箭遥测是商业测控的“硬骨头”，需要在极短的时间内保障火箭信号连接和数据接收传输正常。这需要测控弧段覆盖火箭发射全航程，商业航天测控自行建站，在境外建设地面站，境内外测控站联动交互完成任务。同时，增强测控新技术、新设备的应用和迭代，合理增强实况测量能力，拓展测控频段。

（2）在轨卫星状态的实时检测。卫星实时动态显示系统可以支持对外联网运行，用户经由终端向商业测控中心索取来自卫星的数据包，并可以通过商业测控站向卫星发送指令。特别指出要对商业卫星的测控流程和接口进行标准化设计，以便标准化管理，建立商业卫星企业与测控企业的长期合作关系。

（3）项目进度和可靠性管理。项目的可靠性一方面来自于设备性能的可靠性，另一方面是信息收集整理的可靠性，在航天测控中，火箭遥测要求更高的时效性，而卫星运行则要求整体统筹协调能力。在项目实施过程中，要及时对设备和信息进行筛选和更新，并按照重要层级、分系统关系和合作单位等方面进行分类，以便在因子分析下对下一步处置进行判断，并不断获取新的反馈。

（4）商业航天测控应具有约束性。商业航天虽然按照市场机制运行，但由于航天的特殊性质，任何航天发射行为影响范围巨大。商业航天测控作为航天的一环，同时也必须受国际规则、各国国家法律、无线电频率许可等的约束，要符合国家安全和公共安全利益。

4 结束语

随着商业航天的蓬勃发展，各类型功能传感设备的出现和运用，物联网、大数据、人工智能、云计算等技术的发展，商业测控将更加及时、全面、准确地获取、解算、传输数据，根据数据和信息及时科学地实行任务管理，保障火箭发射任务和在轨卫星任务的高效管理，不断提高测控服务的可靠性和稳定性。