佳木斯深空測控站（受訪者供圖）
封面新聞記者 陳彥霏
“北京明白”“雷達跟蹤正常”“遙測信號正常”……這一聲聲讓航天員安心的口令，隨著我國一次次航天發射，也日漸被人們所熟知。
在這些口令能發出和準確傳輸背后，是在航天系統里看似“無形”卻又無處不在的關鍵角色——航天測控通信系統。飛行器或衛星的發射、上天后的地面控制、空間站直播回傳、航天員返回地球的導航，都離不開測控通信系統的協助。
來自中國電子科技集團第十研究所（下簡稱“電科十所”）的王鈞慧今年34歲，已擔任近十套航天測控系統軟件總師，涵蓋了陸、海、天三維測運控網絡體系，攻克了測運控資源智能管理與調度體系設計、健康管理系統設計以及虛擬化信號處理等多項關鍵技術。成功保障了天宮二號、天舟二號、空間站等10余次重大任務。
在一個個測控站中，他經歷過戈壁灘的荒涼，東北的冰天雪地和海南的驕陽似火，也見證了一聲聲安心口令背后，無數航天人如何接力守望那片太空。
搭建測控軟件新系統
四大特點增加系統可靠性
2010年，王鈞慧來到電科十所航天部工作，據他回憶，那時我們國家的航天測控軟件系統正在經歷重大變革。他進入單位的第一個項目，是給酒泉衛星發射中心研發一套測控系統，入職第一年全年基本都在酒泉戈壁灘度過。“當時系統定制化程度高，結構相對復雜，也沒有做到國產化，因為大家都用各自定制的系統，各個系統間的通用度和協同也是需要正視的問題。”王鈞慧說。
隨著我國天基測控系統的逐步建成，陸、海、天要形成三維測控網絡體系，就需要一個新的測控軟件系統，王鈞慧便主要負責這個系統的搭建工作。
王鈞慧介紹，相比以前系統，新系統主要有云化、智能化、國產化和標準化四個方面的特點。“以前測控系統多為定制化的專用系統，現在我們做云上測控通信的體系，彈性更好，更加靈活；整個系統的運行和維護也更智能，整個軟件系統也做到了全國產。” 王鈞慧說。
其中，最為重要的是云化以及標準化程度的提升。“測控功能上云以后，我們就可以通過軟件迭代升級去實現新的功能；標準化程度更高以后，系統的研發周期大大縮短，可靠性也大大增強。”王鈞慧說。
在搭建航天測控通信系統過程中，王鈞慧也去過很多地面測控站。“雖然他們見證了每次航天發射，但因為地面測控站大多位置較偏，他們也很少有機會真正去到發射現場，親眼見證火箭發射，取而代之的是一句句口令和呼號，很多人堅守在測控站進行日常保養維護，也是很久才能回一次家。也正是因為他們，讓我深深感受到航天事業的奉獻精神。”王鈞慧說。
國家天文臺密云觀測站（受訪者供圖）
天地傳輸速率達到5G水平
難度好比針尖對針尖
在新系統的眾多優勢中，傳輸速率高是最突出的表現，最直觀表現在人們能通過直播見證航天發射艙內環境和空間站的教學。
王鈞慧介紹，國際空間站目前的傳輸速率最高大概是600m/s，而我們的空間站傳輸速率能達到 1200m/s，相當于國際空間站的兩倍的傳輸速率，保證了直播畫面的清晰度和流暢性。“最初在系統建設的時候，我們就已經把直播作為需要實現的場景去考慮，而不是為了先進去先進。”王鈞慧說。
王鈞慧表示，天地間傳輸和對話，能達到地面5G通信的水平，十分困難。因為航天器往往處于高速運動的狀態，天上也不像地面可以很方便架設5G基站，所以傳輸的延遲和可靠性等情況，都要比地面要更復雜一些。
“地面上，人們在看視頻的時候和基站的相對速度是很小的，整個網絡環境也相對固定，而空間站在太空高速運動，一天繞地球十幾圈，地面的設備，如果要去跟蹤和捕獲到這個目標，同時還要一直去做對準工作，相當于在很遠距離情況下針尖對針尖的難度。”王鈞慧說，“不僅如此，以前我們的航天器在繞飛地球過程中，還存在飛到我們地面監測站監控盲區的情況，現在通過中繼衛星，也可以保證百分百的跟蹤和監測。”王鈞慧說。
健康管理系統“治未病”
希望和有志青年一起見證未來
我國航天工程需要確保萬無一失，而系統在運行過程中，卻難免會存在故障，為了應對這些故障，王鈞慧和同事們研發出一套“治未病”的健康管理系統。
據了解，健康管理系統融合了傳統的故障樹、專家系統和現代的大數據技術，將“發病-治病”模式轉化為“實時全身體檢，預測疾病于未然”模式；遠程技術支持系統使得操作手不必時刻關注設備健康狀況，通過衛通、光纖、互聯網等多種手段，健康管理中心可以遠程對分布在各地（包括遠洋）的測控站進行體檢和維護，大大節約人力資源，提升工作效率。
“以前的方式是出現了問題，做了故障診斷以后去維修，現在健康管理相當于提前去做故障預測并在故障發生前就開展維修工作。類似于我們去醫院做體檢，通過一些指標判斷未來需要注意的地方，我們也會預設一些指標，最后通過人工智能一些算法去分析判斷。”王鈞慧說。據他介紹，健康系統目前還是對核心元器件進行健康監測，而隨著數據的積累和分析模型的完善，這套系統的診斷也會越來越準確。
未來的測控通信系統還有哪些期待？王鈞慧表示，一個是傳輸速率提升，另一個是探測距離的增加。“后續還會往更遠更深的地方去，比如小行星探測，也希望有志青年能投身到這項事業里面，和我們一起見證去太陽系甚至是銀河系更遠的地方。”王鈞慧說。
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