航天技术导论篇1
关键词：航天器控制；数理力学；工程实验；人才培养；师资队伍建设
中图分类号：G642.0文献标志码：a文章编号：1674-9324（2015）40-0143-04
一、绪论
“航天器控制理论与方法”是我校“探测制导与控制技术”本科专业的一个重要培养方向。该专业方向经过近十年的建设和发展，在人才培养和科学研究两个方面取得了长足的进步。我校大批毕业生进入航天科研院所工作，不少人已成为业务骨干，为我国航天事业进步和发展做出了应有的贡献。
当前，我国航天科技重大工程诸如载人航天、月球探测、北斗导航等均取得阶段性重大成果，正在酝酿和制定下一阶段主要发展目标和发展路线，我国航天事业处在承上启下的关键时期。在科教体制方面，国家正在酝酿新一轮改革，以期进一步祛除发展中的体制性弊病和痼疾，促进科教兴国大业顺利发展。在社会对科技人才的需求方面，随着我国社会主义市场经济的逐步完善和开放度的提高，对人才的知识能力结构的要求愈来愈呈现出多元化特点，过去那种靠掌握单一专业技能、在一个工作单位或岗位干一辈子的现象很难再出现了。包括人才在内的各种社会资源在社会化生产中的重新配置和流动将愈益频繁，也要求我们培养出的学生必须具备更厚的基础、更广的知识和技能、更强的适应性和开创性。
为了主动适应我国航天科技事业以及社会主义市场经济对未来高科技、高素质人才的需求，作为重点大学航天主干专业的教师，我们必须进一步思考如何建设一支高水平的航天主干专业师资队伍，如何进一步改革和改进教学内容和模式，如何更好地培养出我国未来航天科技事业的合格接班人，为早日圆中华名族强国梦做出我们这一代教育工作者的贡献。
本文将从“航天器控制理论与方法”专业方向培养目标、教学内容、师资队伍建设等方面阐述笔者近年来的实践与思考，以期引起国内同仁的关注和讨论，促进共同提高和进步。
二、“航天器控制理论与方法”专业方向培养目标的探讨
顾名思义，“航天器控制理论与方法”专业方向的学科特质是航天器动力学与控制理论的交叉融合。即以各类航天器为对象，运用控制理论的观点和方法，设计控制律，并分析其闭环或开环（取决于控制律）动态特性，用以指导工程设计和应用。具体到我们这样一所在业内享有盛誉的重点大学，该专业方向的培养目标该如何定位，才能既符合国家和社会对人才的需求，又能体现我们的特色和优势，这是我们院系领导和一线教师长期探索的一个重要课题。下面将从该专业方向在我校的发展历史、存在的问题和解决的思路等方面阐述。
（一）原来的定位――发展历史
我校是一所老牌航空航天高等院校，探测制导与控制技术专业在我校有着悠久的办学历史（尽管早先的专业名称未必这样），但传统优势方向是航空器和航空武器的探测制导与控制技术。在航天器控制方向，尽管也积累了较好的基础，但是教学和科研力量比较分散，没有以院系建制形式集中统一在一起。2006年航天控制系成立，同年“探测制导与控制技术”（航天控制方向）开始招生，标志着“航天器控制”作为我校“探测制导与控制技术”的一个重要专业方向以院系建制的形式被正式确立，也为我校“三航”（航空、航天、民航）特色办学提供了重要的支撑。在培养目标的定位过程中，我们曾充分调研了国内兄弟院校，特别是传统航空航天类重点院校的培养方案，初步确定将航天器轨道动力学与控制作为我们的重点培育和发展方向，这主要基于以下几点考虑：①深空探测是我国乃至世界未来航天技术发展的一个重要方向，其中轨道动力学的分析和计算起着关键作用；②国内传统航空航天类重点院校在轨道动力学方向比起我校没有明显优势，我们选择此方向作为重点建设方向完全可能迎头赶上；③南京大学的天体力学（含天体轨道力学）在国内首屈一指，我校与南大毗邻，因此在人才培养和交流、科研合作等方面具备独特的地域优势，可以藉此推动我校在航天器轨道力学方面的快速发展；④我校在飞行器控制理论与技术方面具备传统优势，将这方面的积累（成果和师资）转移应用到航天器控制领域，有望实现航天器控制专业方向的跨越式发展。
由于专业培养目标定位合理明确，师资培养和引进工作顺利，一线教师甘于奉献、勤奋工作，我校探测制导与控制技术专业之“航天器控制”方向在短短几年之内就在人才培养和科学研究方面取得了累累硕果。我们不仅培养了一大批优秀的本科生，而且选拔了一批优秀的学生继续在航天器“导航、制导与控制”学科深造，攻读硕士和博士学位。现在已有不少毕业生成为我国航天科研院所的专业技术骨干。这表明我们“航天器控制理论与方法”专业方向的办学实践是成功的。
（二）显露出来的问题
尽管我校在“航天器控制理论与方法”专业方向上的办学取得了较大的成绩，但是在多年的教学实践过程中，我们也逐渐发现了一些不足和缺陷。特别是在国家科技、教育、经济、就业等形式发生重大变化的今天，这些不足和缺陷更应该引起我们足够的重视，积极思考，认真应对，进一步改进工作，更好地适应国家和社会对人才培养的需要。下面逐一剖析我校探测制导与控制技术专业之“航天器控制理论与方法”方向在培养目标定位中显露出的问题。
1.培养目标单一化，缺乏细化分类。我们在确立“航天器控制理论与方法”这一培养方向之初，就将“熟练掌握近地航天器轨道计算、分析和设计的基本理论、方法和技能，熟练掌握航天器轨道和姿态控制的基本理论、方法和技能”作为我系探测制导与控制技术专业本科的培养目标。在肯定其科学合理性的同时，应该看到其局限性所在。航天器控制无论是作为专业方向，还是科技产业门类，其所包含的内容是丰富的，近地航天器轨道动力学与控制只是其中之一（尽管是非常重要的）。我们在要求该专业方向学生熟练掌握近地航天器轨道计算和控制基本理论、方法和技能的同时，还应掌握航天器控制其他重要领域的基本知识和技能，比如再入大气航天器的轨道（弹道）力学和控制方法、航天器交会对接的相对动力学与控制等。过于单一和狭窄的专业培养目标，一方面容易导致学生知识和能力结构欠缺，影响到其发展后劲，另一方面直接导致学生择业时选择余地不足，影响其就业。
2.理工融合不够，培养目标在体现厚基础宽口径方面有待进一步优化。诚如上述，我们的“航天器控制理论与方法”专业方向的建设重点是航天器轨道动力学与控制。而航天器轨道动力学与控制是典型的同时具有理学和工学特色的专业方向。它的理学特色体现于“轨道力学”，最早可以上溯到18世纪以来拉普拉斯、庞加莱这些数学、力学家在天体轨道计算方面的开创性工作。因此，要想真正掌握航天器轨道力学，哪怕只是近地椭圆轨道力学，也须具备非常扎实的数理力学功底。它的工学特色又体现在“控制理论和方法”方面。航天器的控制不仅是个理论问题，更是一个需要综合考虑诸多工程实际限制因素的工程技术问题。通过该专业方向的培养，我们的重要目标是让学生牢固树立工程的思想和观念，有能力设计有实际应用价值的控制规律和技术方案。但是反观我们现有的培养目标，在“理”和“工”两方面都欠火候，在“理工融合”方面就更是有问题了，具体表现在：①在“理”方面，我们没有要求学生熟练掌握近代分析力学、近现代应用数学的基本知识和方法，学生的理论力学课程也是按照非力学专业的规格和学时去教学的，直接导致数理力学功底偏薄弱，发展后劲受限。②在“工”方面，航天器控制领域的必要的实验设计、实验操作和实验数据处理技能方面没有纳入培养目标。一方面导致学生动手实践能力差，更重要的是难以树立工程的思想和观点，以及解决工程问题的思维方法和套路训练。③至于“理工融合”，就更是一个有挑战性的课题。粗浅地讲，“理工融合”的培养目标就是要培养“工程师中的科学家”和“科学家中的工程师”，这实际上也是我国老一辈科学大师，如钱学森、钱伟长等哥廷根学派传承人极力倡导的高等工科教育的理念，可惜直到现在，我国的重点工科大学还没能普遍地实现这样的目标。
（三）解决的思路――培养目标重定位和优化
1.培养目标细化分类，实现个性化培养。诚如前述，“航天器控制理论与方法”本身所包含的内容是广泛的，我们在强调重点方向（航天器轨道动力学与控制）的同时，决不能忽略其他方向，以适应我国航天科技工业部门对人才的广泛需求。为此，我们考虑在新一轮培养方案的改革和调整中，将培养目标细化分类。除了“航天器控制理论与方法”方面的共同专业课程在一起教学外，在大三下学期或大四上学期就要根据不同的亚类分班教学。对于个别学术科研苗子，要早发现、早培育，“单独开小灶”，加大课程深度，及早进行科研方法的训练。如果符合推免研究生条件，则要吸收进相关老师的科研团队。
2.在培养目标中凸显对数理力学基本功底的要求。无论是近地航天器轨道动力学，还是再入航天器弹道学，要想真正学懂学透，融会贯通，举一反三，非具备扎实的数理力学功底不可。否则，我们培养出来的学生，学近地轨道的设计不了深空探测轨道，学卫星控制的搞不了飞船再入控制，学再入弹道的不会计算绕地椭圆轨道。这样的学生发展后劲不足，工作适应性差，更不能期待做出创新性的成果来。因此，我们在探测制导与控制技术之“航天器控制理论与方法”的培养方案中，必须强调“培养学生具备扎实的数理力学功底”。
3.培养目标中应强调对实验技能和工程实践能力的要求。我校是一所工科院校，探测制导与控制技术（航天器控制方向）是工科专业，这样的本质属性要求我们须臾不能忘记本专业的培养目标中必须包含对实验技能的要求。而且这种实验技能不仅仅是普通的实验技能，比如《大学物理》、《模拟电路》、《数子电路》、《自动控制原理》、《微机原理》等课程中所要求的基本技能，而是要求学生具备一定的工程实验技能，即是为解决一个比较综合的工程问题，进行实验方案设计、实验操作、事后的实验数据分析和处理能力。只有具备这样的实验能力，才算达到了我校“航天器控制理论与方法”专业方向本科毕业生的要求。
三、教学内容和教学模式改革探讨
教学内容和教学模式是为培养目标服务的，有什么样的培养目标就应该制定什么样的教学内容，实行什么样的教学模式。围绕以上培养目标的调整，本专业方向的教学内容和模式也宜作以下调整或改革。
（一）大幅度增加近现代应用数学和近代分析力学的课程
现在我校探测制导与控制技术（航天控制方向）专业教学计划中所涉及的数学课程，除了包括全校公共基础课的《高等数学》、《线性代数》、《概率论与数理统计》外，仅有《复变函数与积分变换》、《数值计算方法》两门课，而且课时都较小。《理论力学》是按非力学类专业的培养规格教学的，内容只涉及古老的牛顿矢量力学部分，缺乏作为近代力学基础的拉格朗日分析力学。而且随着一轮又一轮的所谓教学改革，为学生“减负”，以上课程的课时被一缩再缩，学生的数理力学基本功训练得不到必要保证，一线教师普遍感觉到学生的基础越来越薄弱，前景堪忧。为了改变这种状况，培养基本功底扎实的航天控制类精英人才，我们拟在修订培养方案和教学计划中，大幅度增加近现代应用数学和近代分析力学的课程，初步计划增加如下课程：《数学物理方法》、《张量初步》、《摄动方法》、《量纲分析》、《分析力学》。这些课程所能提供给学生的不仅仅是知识，更重要的是思考和解决广泛的数学、物理和工程问题的方法和技能，作为“航天器控制理论与方法”专业方向的学生，当然应该熟练掌握之。下面仅就《张量初步》、《摄动方法》、《量纲分析》等课程的必要性做简要说明。张量理论是数学的一个分支，其概念源自力学，最早用来表示弹性介质中各点的应力状态，后来人们发现许多物理量均具有张量的属性――对坐标变换的不变性。现在工科学生熟知的矢量和标量都是张量的特例，分别是一阶张量和零阶张量，它们均具有对坐标变换的不变性。但是世界上的物理量仅用标量和矢量来描述是不够的，比如航天器的转动惯量，既非矢量也非标量，而是一个二阶张量。如果我们用张量的概念来描述航天器的转动惯量，就比通常大部分教科书所用的转动惯量矩阵更能反映其本质。因为惯量矩阵对坐标变换是变化的，而张量是不变的，不变的量恰恰是事物的本质属性。下面再说《摄动方法》。摄动方法是近似求解非线性代数方程、常微分方程、偏微分方程的强有力工具。该方法诞生于数子电子计算机还没有问世的近代，最早被科学家用来计算天体轨道。1946年数字电子计算机问世后，数值求解成为人们最热衷的方法，但是数值解很难给出带有规律性的结果。摄动法可以通过引入小参数摄动，给出复杂问题的近似解析解，不仅求解方便，而且能够发现解的结构中一些规律性的东西，更利于我们认识事物的本质。所以《摄动方法》是一门具有方法论性质的重要课程。最后讲《量纲分析》。量纲分析是一门十分重要但几乎被我国高等工科学校严重忽视的课程。上世纪我国一大批数理力学家均能十分熟练地运用量纲分析的方法来对系统建模、实验数据进行分析。但是不知何故，现在这门课在高等工科学校的教学计划中几乎绝迹。据传，牛顿最早就是用量纲分析的方法从开普勒第三定律导出万有引力定律的！我们呼吁高等工科学校尽快给《量纲分析》以应有地位。
（二）加大综合实验课的比重，提高学生工程实验技能
我校探测制导与控制技术（航天控制方向）专业的教学计划中，课程实验的课时不少，但是综合实验课的课时严重不足，而综合实验课是培养学生工程实验技能，使其确立工程观念和思想，培养其用实验或试验的手段解决工程问题的最重要的机会。造成此种局面的原因是复杂的，既涉及到师资队伍本身的知识和能力结构，也涉及到当前高校内部考核评价机制不够健全，影响广大教师从事实验教学的积极性等。因此，要根本解决此问题，必须从学校内部管理和评价机制等深层次入手，大刀阔斧改革，进一步健全实践教学评价机制，鼓励一部分优秀教师能专心从事综合实验课的教学工作。
（三）对学生实行“精英化”和“大众化”分离的分类教学模式
探测制导与控制技术（航天控制方向）专业的毕业生未必全部到航天科技工业部门就业，更未必全部从事该领域的学术科研工作。相当数量的毕业生会进入国民经济建设的其他各业，比如工业自动化、机电设计、企业管理等。对于那部分有志于从事航天科技，尤其是在学术科研方面有发展潜力的学生，我们在教学计划中应加大必修课的比重，降低选修课的比重，因为必修课是为今后从事学术科研打基础的非常重要的课程。对于其他学生，则可适度减小必修课的比重，根据其个人兴趣和未来择业方向，给其以自由选课的机会，只要修满规定学分，就是合格的毕业生。当然可以预见，这种改革方案在操作层面上将会遇到不少困难，比如怎么分类、何时分类、分类后能否再调整等问题。改革得好，大家满意；改革得不好，影响稳定。因此，需要我们上下一心，积极探索，谨慎实施。
四、师资队伍建设中的问题与解决思路
师资队伍建设始终是专业建设中的核心关键。上述培养目标、教学内容和教学模式改革无一不牵扯到师资队伍本身的建设。因为教学内容要靠教师传授给学生，教学活动要靠教师来实施，教学改革也要靠教师来贯彻落实，师资队伍的水平决定了教学效果的“最大理论值”和培养目标的实现程度。欲实施前述教学内容的改革，我们感觉到当前在师资队伍方面最突出的问题如下。
（一）任课教师学科专业结构过于单一
我校探测制导与控制技术（航天控制方向）的一线任课教师基本均毕业于“导航、制导与控制”或“飞行器设计”二级学科，学科专业结构过于单一，难以完全适应“航天器控制理论与方法”专业方向厚基础宽口径人才培养的需要。前文提到，要在教学内容中大幅度增加近现代应用数学和近代分析力学的课程，比如《数学物理方法》、《张量初步》、《摄动方法》、《量纲分析》、《分析力学》等，对于这些课程我们就缺乏专业的授课教师。虽然部分课程比如《数学物理方法》在我校其他专业（比如流体力学或电磁场专业）有授，可以让我专业学生全部去他院修课，但是毕竟不同专业对该课的要求和课时均不同，在课程教学管理和课程考试协调上会遇到很大障碍。还有一些课程，即便在其他专业也未必有授，比如《摄动方法》和《量纲分析》等。
（二）一线任课教师中具备较强工程实验技能和教学经验的教师匮乏
近十年来，我们专业新引进的教师全部是国内重点名牌大学毕业的博士，整体上理论学术水平较高，科研创新能力也较强，但是工程实验技能相对薄弱。造成此种现象的原因是多方面的，比如各学校对博士生学术考核的要求偏重于理论水平，而工程实践能力受到一定淡化。这就造成了我们的一线教师中具备较强工程实验技能的比较匮乏。
解决以上问题的初步考虑如下。
1.在现有师资中发掘并动员一些数理力学功底厚实的教师，鼓励其早日为本科生开出上述近现代应用数学和分析力学的课程来，并在教学工作量计算、职称评聘等方面给予倾斜或适当照顾，以激励其为打牢学生基本功多多出力。
2.在新引进师资中，我们不必局限于接收“导航、制导与控制”、“飞行器设计”等学科专业的博士毕业生。对于“应用数学”、“力学”等学科专业的优秀博士毕业生，只要热爱航天及国防教育事业、有志于转型从事航天器动力学与控制方面的应用数学问题或力学问题研究，我们应该张开双臂欢迎。引进这些师资后就不愁我们专业的本科生数理力学功底打不扎实了。
3.尽快引进高水平的实验技师，为我专业的学生开设高水平的综合实验课。在引进师资的学历中，也应该解放思想，实事求是，不能一刀切地“非博士不要”。古人早就说过“不拘一格降人才”，我们现在难道不应该比古人更开明、更有胸怀和眼界吗？
五、结论与展望
世界新一波科技革命浪潮已经掀起，祖国航天事业和科教兴国伟大战略已经向我们吹响了冲锋的号角，国家和社会对新一代高素质、复合型科技人才的需求比历史上任何时期都迫切。作为重点工科大学的一线教育工作者，我们责任重大，必须深刻认识到：越是在科技日新月异的今天，越是要夯实学生的基础；越是在知识翻新快的时候，越是要加强师资队伍自身的建设。只要我们着眼于夯实学生数理力学基本功和工程实践能力基本功，抓住师资队伍建设这条主线，就抓住了问题的要害，相信我们专业方向的人才培养工作会更上一层楼，为祖国航天事业、科教兴国和国民经济建设输送更好、更多的合格人才。
参考文献：
[1]韩艳铧，徐波.正确处理教学科研关系，做一名合格的高校教师[J].中国科教创新导刊，2008，（32）：49-50.
[2]韩艳铧，徐波，陆宇平.重视和改善基础教学工作，培养创新型科研人才[J].南京航空航天大学学报（社会科学版），2008，10（4）：83-87.
[3]刘燕斌.航天控制专业精英化教育的研究[J].教育教学论坛，2014，（46）：203-204.
航天技术导论篇2
关键词：作战环境航天力量综合作战能力
一、建设精干、实用、高效的航天力量，增强我军信息战能力
航天力量作为重要的战役力量直接参与联合作战，对打赢高技术条件下的局部战争具有重要意义。一支精干、实用、高效的航天力量既是重要的战略威慑力量，也是高技术局部战争中有效的实战力量；既能支援宏观的战略决策和战役指挥，又能直接支援具体的战役战术行动；支援陆、海、空、二炮各军兵种作战；为战役军团、战术分队直至单兵提供信息支援。作为一支全方位的信息支援力量，航天力量可以在战前准备、战争实施直至战争结束的整个过程中提供有力的信息支援。
二、完善军用卫星体系，重点建设天地一体化信息获取系统
依据我国国力及积极防御的基本战略和主要在本土和周边地区执行作战任务的特点，建设一支以军用卫星体系为主干，以必要的空间对抗手段为补充，地面支援系统配套完善的航天力量，重点建设天地一体化信息获取系统，能够为未来高技术局部战争提供覆盖全球的战略侦察支援和覆盖我国本土及周边地区的战役战术侦察支援，提供覆盖本土及周边地区的导航、通信支援。
三、加强军事航天技术应用，开展航天作战攻防对抗技术研究
军事航天技术的应用，除了技术条件的因素之外，军事指挥与决策人员对航天系统的军事价值的理解是一个关键。事实充分证明，在高技术条件下的局部战争中，如果忽视军事航天系统的影响和作用，就会束手放弃战场的制信息权，就会处于处处被动挨打的境地。
首先，开展军事航天理论研究，对军事航天系统的应用、对抗与防护的所有领域，包括航天部队建设（指导思想、编制体制、建设规模、建设步骤、条令条例等）、航天作战指挥理论（空间作战、航天发射指挥、指挥自动化等）、航天装备论证（概念、分类、系统评估、发展战略等）、外军军事航天（天军建设、作战指挥理论、航天装备发展、作战应用等），进行深入研究，落实到部队编成和装备之中。
其次，在军事训练和作战的全过程中都应该从应用和对抗两方面重视军事航天系统。应该积极探索利用我国的航天资源和国际商业航天资源进行侦察、通信、导航、定位和气象保障的有效途径，更加重视和采取行之有效的措施，用于对抗、防护国外航天器对军事行动的影响。
航天技术导论篇3
商务拓展更加务实
在第64届国际宇航联大会期间，一场题为“如何与中国航天合作”的全球网络论坛吸引了“八方来客”，他们嗅到中国航天国际合作市场无限的商机，“未来的世界，不与中国做生意还真不行。”一位德国的参会代表打趣地说。
自1990年以来，中国已累计为国际用户提供了37次发射服务和8次搭载服务，发射了43颗卫星。中国航天也在本届大会上以更加开放的姿态，努力开拓国际市场。在展会上，中国航天不仅展示了新一代运载火箭，五院通信卫星事业部的东四增强型平台模型等展品参展，该平台将对我国通信卫星能力提升、增强国际竞争力提供更有力的支撑，受到参会各国人士的广泛关注。
“国际商业通信卫星前景非常广阔，未来五年内，国际成熟卫星运营商对产品的需求、与国际接轨的标准将更加苛刻。这对我们来说，无疑是更大的挑战。”谈及国际商业通信卫星的发展，新当选国际宇航科学院通讯院士的五院通信卫星事业部部长周志成坦言。通信卫星事业部曾因总体设计水平、研制周期等因素丢失过一部分市场。在国际项目竞标中曾于亚太七号卫星等项目失之交臂的经历，这更加坚定了该部提升总体设计水平，赢得国际成熟运营商市场的决心。
通信卫星事业部副部长梁宗闯坦言，此次参加大会的感受便是“国外有些宇航公司的发展比我们预想的要更快、更扎实，我们距离他们还有一定的差距”。他认为，要大举进军国际市场，中国航天必须要转变观念，在战略导向、市场导向、产品导向下，提升自身产品的国际竞争力。
大会期间，中国长城工业集团有限公司与巴基斯坦共同签订了《巴基斯坦国家位置服务网一期工程协议》。该协议的签订将促进中巴两国在卫星导航领域的深入合作，加速了北斗卫星导航系统国际化进程。
在大会展览会上，航天科技集团公司展区的圆形地球模型前，可以清晰地看到中国在国内外成功建设的多颗陆地观测卫星及多个地面接收站，很多参观的专家学者表示出极大兴趣。这些展品都来自于中国资源卫星应用中心。2007年我国加入空间与重大灾害国际（CHaRteR）组织，中国资源卫星应用中心自2007年起在机制内承担紧急事务官（eCo）国际值班以及空间资源机构等职责，六年来，我国正式执行30个时间段的eCo国际值班，响应与处理国际重大自然灾害请求28次，为世界范围重大自然灾害提供了援助。
“当然，我们也清醒地看到了自身的软肋，产品服务还略显单一。”某位专家说，“延长服务链是一条好路子。”近年来，中国航天正致力于提供天地一体化的系统解决方案，在提供发射服务和卫星在轨交付业务的同时，还向客户提供技术培训、地面设施建设等一条龙服务。
发出载人航天邀请函
本届大会伊始，中国航天高层就不断释放出“未来将更加开放，携手国际同行推动载人航天技术发展”的积极信号，引起国际航天界关注和热议。
对此，中国航天科技集团公司五院型号总师杨宏给出了这样的解读：“中国在圆满完成三次交会对接任务后，让世界刮目相看，也宣告中国在全球载人航天俱乐部中有了稳定的一席之地和更大的话语权。”
刚当选国际宇航科学院通讯院士的载人航天专家杨宏，大会一开幕，就和他的团队成员“兴奋”地参与到国际载人航天技术发展的广泛讨论中。他提交的论文《关于中国空间站科学实验载荷接口方案的研究》，在大会上被列为口头陈述“对象”，这也证明了中国已经在为未来中国空间站“张开臂膀”欢迎国际同行做着积极准备。
对此，国际同行的反应如何？“有一些国家立即就表示了浓厚兴趣，他们希望在我国空间站上应用一些技术，所以很关心我们空间站的技术指标、接口、飞行轨道等。”杨宏说，虽然合作还处在初步阶段，但这显现了中国从航天大国迈向航天强国的信心与实力。
大会上，中国航天人与国际同行“切磋”，让中国的声音传得“更远”的同时也扩展了眼界。以杨宏的团队为例，有不少年轻人参加了大会，同时也把“取到的经”带回五院，发起更深层次的交流研讨。
9月24日，中国长城工业集团有限公司副总裁高若飞在全体会议上进行了详细解读，据他介绍，中国长城工业集团有限公司在中国载人航天工程办公室等支持下，已设立中国载人航天国际合作与交流中心，正积极推进载人航天领域的国际合作与交流。合作主要涉及四个方面：一是开展平台技术合作，可以是单项设备与部组件研制的技术合作，也可以是分系统甚至舱段研制的合作；二是开展空间合作应用，可采用联合研究、搭载实验等方式，在空间科学与应用、航天医学等领域进行合作；三是开展航天员选拔训练合作，可与各国在航天员选拔训练技术方面进行交流与合作，适当时机为他国选拔培训航天员，并与中国航天员进行联合飞行；四是开展技术成果推广，积极向世界各国特别是发展中国家和地区推广载人航天技术成果。
技术合作开辟新领域
虽然没有在大会上作报告发言，但北斗导航卫星总设计师谢军的身影也出现在北斗亮点报告会上。他笑称自己“英语不过关”，但还是不想错过一个这么难得的学习交流机会。“中国航天人可以与国际同行进行更广泛的交流，学习了解国际航天的发展趋势、动态，以及在一些前沿领域发展的可能性。”据他介绍，北斗卫星全球组网任务正在紧锣密鼓地进行，“面对任务中大量中国人以前没有干过的技术，五院要第一个去‘趟水’。此外，卫星将采用的新平台也让人放心。”
除了在载人航天、卫星导航等领域，“中国航天在前沿探索领域也发出了越来越强的声音。”本届大会技术委员会主席、航天科技五院副院长李明在空间太阳能全体会议结束后如是说。
早在1992年就参与空间太阳能前沿探索的李明介绍，面对能源并不充裕的现实国情，航天科技集团公司积极推进空间太阳能的相关研发工作：五院正在研究空间太阳能发电站的组装、姿态控制等；航天科技一院也在做相关的可重复发射系统的研究工作。
据悉，五院的相关研究项目已在去年正式得到国家国防科工局的经费支持，并在努力推动“发展空间太阳能”成为下一个国家重大专项。“三四年前，中国几乎没有人参加国际上的空间太阳能会议，而在这届大会上，唯一一个关于空间太阳能的主题报告就是五院的。”李明说。
航天技术导论篇4
关键词：惯性导航，陆基导航，星基导航
0引言
导航是一种为运载体航行时提供连续、安全和可靠服务的技术。航空和航海的需求是导航技术发展的主要推动力。尤其是航空技术，由于飞机在空中必须保持较快的运动速度，留空时间有限，事故后果严重，对导航提出了更高的要求；同时飞机所能容纳的载荷与体积较小，使导航设备的选择受到较大的限制。对于航空运输系统来讲，导航的基本作用就是引导飞机安全准确地沿选定路线、准时到达目的地。
自无线电导航技术的广泛应用以来，导航已从通过观测地形地物、天体的运动以及灯光电磁现象，改变为主要依赖电磁波的传播特性来实现，部分摆脱了天气、季节、能见度和环境的制约，以及精度十分低下的状况。飞机在云海茫茫的天上，能随时掌握自己的位置，大大降低了飞行安全风险。导航已成为民航完全可以依赖的技术手段，促进了世界民航事业的发展。
20年代70世纪发展起来的信息技术使导航技术呈现了新面貌。卫星导航（GpS和GLonaSS）以及其增强系统和组合系统，已经能够方便、廉价地为全球任何地方、全天候提供较高精度和连续的位置、速度、航姿和时间等导航信息，成为支持未来航空运输发展的又一股强大动力。
1民航导航技术的现状
1.1支持航路的导航技术
1.1.1惯性导航系统
从20世纪20年代末开始，虽然陆基无线电导航逐渐成为航空的主要导航手段，但由于需要地面系统或设施的支持，无法实现自主定位和导航，限制了航空的发展。首先，军事上对导航系统提出了生存能力、抗干扰、反利用和抗欺骗的需求，具有自主导航能力的惯性导航系统（inS）于60年代在航空领域投入使用。但民用飞机采用inS的主要原因是由于inS提供的导航信息连续性好，导航参数短期精度高，更新速率高（可达50～1000Hz）。
20世纪70年代后，由于数字计算机的使用和宽体飞机的发展，inS也开始了大发展阶段。由于inS具有许多陆基导航系统不具备的优点，尤其是可以产生包括飞机三维位置、三维速度与航向姿态等大量有用信息，在民航中得到了应用，是民航飞机的基本导航系统。当然它自生的垂直定位功能不好误差是发散的，不能单独使用，在现代民用飞机上通常与气压高度表组合使用，确定垂直高度信息。一般航空用inS平均无故障间隔时间超过600h，定位误差漂移率为0.5nmile/h~1.5nmile/h，测速精度0.8m/s，准备时间8min左右。
1.1.2陆基无线电导航系统
陆基无线电导航尽可能把整个导航系统的复杂性集中到了地面导航台，使机载导航设备比较简单，因此价格低廉且可靠性较高，迅速得到了推广使用。
目前支持民航航路空中交通管理的主要地面设备包括：nDB、VoR和Dme。硕士论文，惯性导航。nDB已不建议使用，本部分中不再做介绍；VoR/VoR和VoR/Dme由于定位精度无法满足较高的区域导航要求，iCao现在更多的采用Dme/Dme支持航路的导航。
1.1.3星基导航系统
GpS是投入运行最早，一直稳定工作的星基导航系统，而且一直在不断的创新和改进中。硕士论文，惯性导航。已有其他的卫星导航系统在做改进和新研制的卫星导航系统在设计过程中，都以GpS作为蓝本和参考，并在尽可能的条件下与之兼用。GpS已深入到现代军事和国民经济的各个方面，成为提供位置、速度和时间（pVt）基准的赋能系统，围绕GpS及其应用已形成了一个庞大的产业，是了解现代星基导航技术的基础。目前阶段，民航在GnSS应用方面的工作也主要集中于GpS及相关技术的研究，试图解决其在民航应用中的特殊性问题，主要是解决完好性监测等问题所开展的增强技术。美国利用其技术上的优势，在这方面开展了以GpS广域增强系统（waaS）和机载增强系统（aBaS）的研究工作。其他国家开展的相关增强技术也同期进行，其中包括：日本等国家开展的基于卫星的广域增强技术和澳大利亚等国开展的基于陆基区域增强系统（GRaS）。
1.2终端区进近引导技术分析
1.2.1大规模应用中的iLS系统
iLS的作用是向处于着陆过程中的飞机提供着陆引导信息，包括航向道信息、下滑道信息和距离信息。目前iLS在民航中广泛应用。根据性能，iLS可以分为i类、ii类和iii类。i类iLS是从覆盖其边沿开始，导航道和下滑道的高度不低于60m的范围提供引导信息的设备；ii类iLS能够引导飞机到30m的设备；iii类iLS能引导飞机降落到跑道的设备。我国现在装备的绝大多数系统只能达到i类标准，只有少数系统性能可以达到ii类。主要原因除设备性能外，很大的因素取决于场地；场地达不到标准，障碍物较多、场地不平整，造成航道、下滑道弯曲，超出类别标准。同时周边地区的电磁干扰也会导致引导信号超过使用标准。硕士论文，惯性导航。
在较早期装备的iLS系统中，一般采用指点信标给飞机提供到跑道入口的距离信息，现在更多采用Dme测距的方式。在基本配置中采用Dme/n，按照iCao的规定，Dme/n的系统精度是370m，对于iii类着陆、曲线进近和自动驾驶仪相交联实施自动着陆来讲，误差显然过大，一般采用Dme/p（精密测距器）。按规定，Dme/p的路径跟随误差（pee）在进近基准点上为±30m或±12m。硕士论文，惯性导航。
1.2.2重要的辅助设施助航灯光系统
助航灯对飞机的安全起降有着至关重要的作用，曾经对飞机的安全降落起到关键作用。随着iLS等着陆引导系统的应用，现在的助航灯光系统更多的承担辅助引导或备份的功能。但助航灯光系统本身也在不断的发展。除更高的工作可靠性和更长的工作时间外，现在的助航灯光系统更是集成了高级地面活动引导功能和单灯引导控制系统（简称），能够实现对每架飞机的个性化引导。硕士论文，惯性导航。实现了从空中到地面的无间隙引导，大大提高飞机滑行及跑道运行的安全保障，提高飞机地面运行效率和机场运行容量，给机组提供更准确、更简单、更人性化的引导信息。
1.2.3发展中的局域卫星增强系统
为了将GpS用于飞机的精密进近和着陆，Faa在1994年以前主要着力于发展LaaS。它属于GBaS，有地面设施和机载设备组成。地面设施有一组高品质的GpS基准接收机，位于准确已知的位置上，所产生的数据经处理后，产生视界内GpS卫星的误差校正信号和完好性信息，在通过VHF数据链广播至进近中的飞机，以提高机载GpS设备的精度、完好性、连续性和可用性等性能，用以满足i类、ii类和iii类精密进近与着陆的要求。目前，iCao和Faa对飞机精密进近系统的四性有明确且严格的规定，LaaS必须满足。
按原理，一套LaaS地面设施不仅可以覆盖一个机场的所有跑道，而且可以覆盖相距不远的几个机场，做曲线进近或折线进近均无问题。而iLS或mLS则每条跑道两端都要各设一套，因此LaaS在经济性上是非常有利的，对发达国家尤其具有吸引力，因为它们一个机场常有多条跑道，而大城市周围也会同时有多个机场。LaaS的地面台信号覆盖半径可达370km，如果布台合理，也可以用于本土的航路导航，满足终端区区域导航（RnaV）需要。
2导航技术的未来发展分析
2.1GnSS发展分析
以GpS为代表的新一代星基导航技术正在受到普遍重视，但GnSS性能无法满足民航高可靠性的要求。美国开展以waaS、LaaS和aBaS为核心的民航GpS应用研究，目前waaS和LaaS已在大规模应用前的准备之中，aBaS技术也已在技术验证阶段。
但这种完全依靠美国军方控制的GpS系统实施导航，无法令世界其它一些国家放心，为此欧洲着手开展Galileo计划、中国正在开展北斗计划以及俄罗斯正在完善其GLonnaSS，并开始加快现代化进程。但截至目前，GpS仍然是唯一可以实现全球定位导航的星基技术。
在过去几十年里，全球军、民用机场和飞机依靠地面安装的着陆系统卓有成效地保证了飞机的全天候盲目着陆，数以万计的飞机在仪表着陆系统、GCa、微波着陆系统和其他的陆基系统的精确引导下安全降落。硕士论文，惯性导航。但是，在最近几年，随着GpS开发应用的深入，其作用日益受到人们的关注。GpS应用于飞机着陆的实验与研究工作成为最热门的项目。
2.2新型导航技术的研究
地形辅助导航：地形辅助导航系统基本上是一种低高度工作的系统，离地高度超过300m时其精度就会明显降低，而到800m~1500m的高度则无法使用。但是，该系统不仅能提供飞行器的水平精度位置，而且还能提供精确的高度信息；不仅能提供飞行器前方和下方的地形，而且还能提供视距范围以外的周围地形信息。
视见着陆设备：由前视探测器生成视觉图像显示在平视显示器上，同时将仪表数据、指引信息叠加在图像上，构成人工合成图像。当在低能见度时，飞行员根据人工合成图像分辨出跑道，知道肉眼直接看见风挡外的景象和跑道时，人工合成图像才逐渐淡化。这种合成视景视见着陆系统打破了几十年来无线电波束引导的垄断局面，开辟了一种新的低能见度下进近着陆的途径。
3小结
以inS为基础导航源、GnSS为主导航源的导航新模式将成为未来一段时间的民航主要导航系统，但备份系统仍将在一段时间内采用陆基导航设施。但在较长时间内，考虑到陆基导航系统的维护成本和技术性能，这种局面将会改变。备份系统将有可能采用类似现在的罗兰-C系统作为航路导航的冗余配置，而终端区和进近着陆阶段，多点定位引导技术成熟后，可考虑作为备份使用。这样配置的优点非常显著，一方面冗余配置系统的多功能和多用途，将是整个系统成本大幅降低，提高经济性能；另一方面相关技术的发展也将为它们在民航中成熟应用提供保障。
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航天技术导论篇5
关键词：航天装备；试验鉴定；人才培养
中图分类号：G726文献标识码：a
航天装备试验鉴定，是指通过规范化的组织形式和试验活动，对航天装备技术性能和使用效能进行全面考核并独立作出评价结论的综合性活动。作为航天装备建设发展的决策支撑，航天装备试验鉴定对于发现问题缺陷，改进技术性能，确保装备有效性、可靠性和适用性的作用极其重要。随着航天技术的不断发展和航天装备建设管理体制的改革调整，航天装备试验鉴定工作对人才需求也越来越迫切，如何提高航天装备试验鉴定人才的培养质量成为航天装备试验发展的重要问题。
一、航天装备试验鉴定人才培养转型发展的背景动因
美军高度重视装备试验鉴定的地位作用，上世纪70年代开始，试验与鉴定的重点开始转向作战试验与鉴定。经过多年的实践探索，构建了一整套科学完善的作战试验组织管理体系、法规标准体系、技术手段体系和人才队伍体系。随着我军改革强军实践的不断发展，新型作战力量成为军队建设的重点领域，航天力量作为新型作战力量的关键，越来越受到重视，航天装备建设也迈向新的阶段。
（一）新型作战力量发展的紧迫需要
新型作战力量是以新需求为牵引，以新技术为支撑，以新能力为标志的作战力量。包括战略预警、信息攻防、战略投送、远海防卫等力量。加强新型作战力量建设是提升军队整体作战能力、引领军事发展的战略重点。航天力量作为新型作战力量的重要组成部分，在未来信息化战场上作用地位更加突出。一是全时域作战。在战争期间，空间的侦察力量可以帮助掌握敌军兵力动向，协助部队制定作战行动，确保取得战场胜利。在和平时期，国家信息化程度日益提高，随着卫星导航设施在民间的应用，高铁、轮船、飞机、汽车都会配备车载或机载的定位设施，这些设备设施对我国的社会主义建设将起到重要的作用。二是全过程融入。全过程融入是指航天力量将与陆、海、空、火箭军等军种的行动融为一体，形成一体化的联合作战行动，从战争筹划到结束，信息支援贯穿于作战的全过程，渗透到每一个作战行动中，撑起全军体系的“信息伞”，航天力量将成为战争制胜的关键力量。
（二）新质战斗力生成的现实要求
新质战斗力是信息技术和传统战斗力要素的结合，新质战斗力是基于信息系统的体系作战能力，现代军队战斗力体系的核心要素是信息力。新质战斗力来自不同的作战空间，要从信息空间、物理空间和认知空间等不同的作战空间进行探索。新质战斗力来源于传统战斗力要素――人。武器装备质量的提升；以新武器装备的列装和使用为根本标志；以新作战模式运用为基本特征。新武器装备及其管理、使用和维护人才是新质战斗力建设的重点，信息化人才是引领新质战斗力发展的重要资源和推手，是新质战斗力中最积极、最活跃的因素。航天力量将在侦察、预警、通信、指挥、控制、导航等方面发挥重要作用，并将为各军兵种的联合作战行动提供有力的战场支持，以实现打赢信息化条件下局部战争的目标。航天力量为全军提供准确高效可靠的信息支撑和战略支援保障。
（三）世界军事强国竞争的战略前沿
军事革命的要素包括：军事理论、武器装备、编制体制、作战方式等。其中武器装备是军事革命中最为活跃的因素，军事革命一般生发于军事技术推动下的武器装备的革命性变化。新军事革命发展改变着国家安全疆界，推动军事训练任务由传统安全领域向新型安全领域拓展。当前，太空已经成为国家安全的“高边疆”，特别是随着信息、智能、隐形、纳米等战略新兴技术的持续突破，新型作战力量成为军事能力跨越式发展的战略前沿，成为军事强国竞争的焦点领域。公开资料显示，美国组建太空作战部队，不遗余力地大力发展高超音速武器，技术水平处于世界前列；反导、反卫星武器系统及航天飞机等空间平台现已基本具备实战能力，预计到2020年前后形成攻防一体的全面战略力量优势。太空领域的激烈竞争必然引发航天领域新一轮人才竞争，为航天试验鉴定人才培养提出新的更高要求。
二、航天装备试验鉴定人才培养的需求分析
2016年1月，俄罗斯军事专家瓦西里？卡申表示，在大规模军事改革框架内中国打造了一支空前一体化和集中化的独一无二的武装力量部队。卡申说：“将与侦察和信息对抗有关的一切如此集中融合在一个机构，乍看起来是有道理的，因为这可以最大限度地利用现有资源。但这同样带来了巨大的潜在问题和困难。”航天装备试验鉴定人才同样面临着任务转型带来的挑战。
（一）航天装备试验鉴定的地位作用需要进一步加强
21世纪以来，我军武器装备建设显示出强劲的发展势头，一大批具有自主知识产权、技术性能先进的武器装备陆续装备部队，为提高我军遏制战争、打赢战争的能力提供了可靠保障。但与发达国家相比，我军武器装备依然落后，与建设大国地位相称的现代军事力量还有很大差距。转型，通常是指从一个形态向另一个形态变化的过程。美军最早提出了军事转型的概念，从1997年开始，就在其《四年一度防务审查报告》中，开始对军事转型做出远景规划，各军种也开始提出自己的转型计划文件，而且其规划计划是在不断调整的，目的是为了更好地适应军事发展的需要。我军同样面临转型发展的机遇挑战，随着航天力量地位作用的加强，必然对航天装备试验鉴定人才的吸引、选拔、使用、培养带来新的契机，为人才辈出奠定良好局面。
（二）航天装备试验鉴定理论研究需要进一步完善
理论是实践的先导，理论上的清晰是我们确保试验鉴定工作正确发展的根本前提。管理学大师德鲁克告诉我们，干正确的事比正确地干事更重要。航天装备试验工作是系统工程，y一的顶层规划和管理显得尤为重要，制定清晰完备的程序对装备试验工作进行强制规范是提升装备作战能力和作战可用性的关键。要制定装备试验鉴定的发展战略，统一规划航天装备试验鉴定发展，科学调配试验鉴定资源。要进一步改革创新航天装备试验管理体制机制，消除不同领域不利于装备试验发展的体制约束，尽量展开和作战方法相一致，和战场环境相结合，和人员素质相匹配的装备试验；要加强对航天装备试验鉴定经费预算管理，在资源紧张、任务饱满的情况下，合理设置好资源，把有限的经费用出最大的效益。
（三）航天装备试验鉴定人才顶层规划需要抓紧制定
制定航天装备试验鉴定人才队伍规划，必须依据国家和军队人才建设的一系列方针、政策，航天装备试验鉴定工作发展的实际需求，当前试验鉴定人才队伍的现状以及客观条件的可能性，做到着眼未来、立足现实、切实可行。要明确航天装备试验鉴定人才建设的指导思想、方针、政策，确定试验鉴定人才的结构，人才培养的目标、途径、数量和质量标准、时限要求，以及到达目标的措施、要求等。航天装备试验鉴定人才的培养，要适度超前航天装备试验鉴定系统的建设，要把创新精神作为培养高素质人才的第一标准，同时要突出航天装备试验鉴定专业的特殊性。
（四）航天装备试验鉴定人才培养实战化需要有效落实
航天装备试验鉴定要逐步融入到航天装备建设的全寿命管理过程。试验鉴定技术总体单位应早期介入、持续参与型号项目的全寿命周期，从立项论证、工程研制到生产、使用，全程发挥试验鉴定的风险管理作用，为航天装备研制、定型、生产等决策提供技术支持。在立项论证或研制总要求论证阶段就逐步确定试验需求，制定试验总体规划，并随着系统研制的进展不断修订完善。这样，试验人员可以尽早地了解系统的情况，掌握试验需求，提前规划试验资源，开发所需的试验能力，尽早介入航天装备研发过程，明确试验需求，同步建设试验保障条件，确保试验能力同步生成，为制定和实施正式定型试验计划打下良好的基础，为航天装备试验鉴定人才实战化能力培养打下基础。
三、加快新型航天装备试验鉴定人才培养的建议
发展新型作战力量事不宜迟，机会窗口不容错失，必须深入谋划和探索航天装备试验鉴定工作，提高新型航天装备试验鉴定人才培养质量，为新质作战能力快速生成提供保障。
（一）坚持党管人才党委议训
党管人才与党委议训是我军长期以来形成的一项人才培养制度，是我党干部和人才工作的成功经验。我军是党缔造的执行革命政治任务的武装集团，必须坚持党对人民军队的绝对领导。搞好航天装备试验鉴定人才培养转型，是一个复杂的系统工程，不是那个部门的事，也不可能由一个部门来实现。航天装备试验鉴定人才的专业主体涵盖航天、信息、新能源、新材料等领域，这些恰恰是地方人才争夺的焦点领域。作为维护国家安全的新型作战力量，为打仗而建、为打赢服务，要求必须加快转型步伐、提高实战能力。为此，各级党委都应该充分认清人才培养转型发展在部队改革发展中的重要地位作用，以坚定的政治信念、强烈的忧患担当、创新的勇气魄力，攻坚克难、奋发进取、真抓实干，形成航天装备试验鉴定人才辈出的良好局面。
（二）加快构建理论指导体系
离开理论的实践是盲目的实践，盲目的实践是不可能成功的。当前，军事理论发展的步伐越来越快，军事理论的先导周期大大缩短，前瞻预测成为军事理论创新的强大生命力。新型作战力量已由过去的基于技术的“实践推动”转向更加注重基于理论的“主动设计”的新轨道。因此，重视理论研究，为转型提供思路方向，是一件非常重要的事情。但理论指导体系目前不够健全，这实际上反映了编制体制调整后，对一些新问题存在模糊的认识，观念还不够新，思维还没跟得上，反映了我们对航天试验鉴定活动本质、内涵、内容、规律、体系等把握得不深入，需要开展深入的理论研究。要尽快构建航天装备试验鉴定理论体系，可以从编写相关专著教材入手，比如说《航天装备试验鉴定学》《航天装备试验鉴定管理》《外军航天装备试验鉴定》等，尽快构建航天装备试验鉴定学科体系，培养和储备人才。
（三）坚持教研一体协调发展
关于教学与科研的关系，教学与科研不是对立割裂的，应该是一个辩证统一的整体。实践证明，不存在以教学为中心或双中心的主观认定，教学和科研都应统一到培养高素质创新型人才这一个根本任务与目标上来。因此，学校的一切工作都应以人才培养为中心。要加强航天装备试验鉴定人才培养，使装备研制单位、试验基地和人才培养单位密切协作，确保航天装备试验鉴定人才培养在各试验阶段紧密结合，确保各阶段的教学科研资源得到充分利用。通过任代职交流等形式，使教学科研人员提前介入装备立项论证、全过程参与采办过程，一方面要科学统筹、周密计划，要在型号研制阶段对航天装备关键指标进行演示验证，做到一线教学科研人员了解航天装备试验鉴定实践中的各种常见问题，把握科研的方向和重点；另一方面，再通过科研成果的应用，检验成果效益，为教学提供正确的方向和最为鲜活的第一手资料，为培养出实用、管用、好用的航天装备试验鉴定人才奠定基础。
（四）注重模拟化训练条件建设
随着建模与仿真技术的不断发展，模拟训练作为信息化条件下军事训练的重要组成部分，以风险小、效率高，不受气候、战场环境和场地空间限制，可模拟演练突发特情等特点，越来越受到各国军队的重视。美军不仅将建模与仿真技术应用到武器系统的设计、研制和生产中，而且还被充分应用到国家靶场的武器试验中，形成了实物与仿真试验相结合的综合试验模式。当前，航天试验鉴定的训练方法手段亟待加强，部队大部分试验设备未配置模拟仿真训练模块，大型试验装备的仿真系统开发还处于初级阶段，要积极构建以航天装备试验鉴定指挥控制系统为核心，以大数据共享为重点，集试验系统、训练系统、保障系统为一体的试验鉴定综合应用平台，不断丰富体系化手段，实现试验方案的全过程全要素推演训练，为航天装备试验鉴定人才培养和部队训练提供必要的科技手段。
（五）聚焦“三位一体”人才培养
当前国防和军队改革指出，要“遵循军事人才培养规律，构建军队院校教育、部队训练实践、军事职业教育三位一体的新型军事人才培养体系。健全军委、军种两级院校领导管理体制，完善初、中、高三级培训体系，调整优化院校规模结构。健全军事职业教育体系，构建全员、全时、全域军事职业教育平台。创新人才培养制度机制，加强院校与部队共育人才”。“三位一体”人才培养体系，是我军人才培养的体系重塑和整体创新。院校教育是主渠道、部队训练是大课堂、职业教育是大平台，院校重个体、部队重整体、职教重岗位，三者关系是院校固本、部队塑能、职教拓展的有机统一。在这里，我们看到院校主渠道的地位是没有变的，院校要充分发挥好航天装备试验鉴定人才培养主渠道作用，积极探索与军事职业教育和部队训练有机融合的模式，为航天装备试验鉴定培养更多高素质人才。
参考文献
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航天技术导论篇6
[关键词]区域定位实时监控数据采集定位跟踪
中图分类号：te933.207文献标识码：a文章编号：1009-914X（2015）22-0160-01
引言：在我国乃至全世界的很多珍稀动物濒临灭绝，对于野生动物的保护受到各个领域的关注。然而对于我国卫星定位导航领域的尖端“北斗”来说更希望为此提供帮助，北斗导航系统是基于卫星定位与通信系统架构的动态监控系统，基本管理的内容有状态管理信息储存。可以对动物个体的动态监测信息进行唯一标识、采集、传输、接收、储存等。采用卫星定位与通信系统（BDS）与集传感器、GpS技术、GiS技术、无线通讯技术、计算机、数据处理技术相结合，使的对濒危动物的跟踪和保护更具人性化、实时性和可靠性。
一、北斗导航系统的简介
在美国研制出全球定位系统（GpS）和俄国的GLonaSS之后我国自行研制出了北斗卫星导航系统简称BDS。北斗BDS的主要组成部分有空间端、地面端和用户端。BDS具有短报文通信能力，并且初步具备区域导航、区域定位、区域授时能力，可以在全球范围内为各类用户提供高精度、高可靠的全天候、全天时的导航授时服务。其定位精度优于20米，授时精度由于100纳秒。2000年以来我国的4颗北斗导航试验卫星已成功发射，北斗导航的第一代系统由此建立。并且具备了包括中国以及周边地区范围内的定位、授时、报文、GpS广域差分功能。目前中国已经建成由5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成的斗卫星导航系统空间段，属于二代系统。包括开放服务和授权服务两种服务方式。在服务区内免费提供的定位、测速以及授时服务叫做开放服务，其定位精度为10米，测速精度为0.2米/秒。授权用户和享受更安全的定位、测速、授时和通信服务以及系统完好性信息。这也是授权服务的特点。
二、如何实现“北斗”对濒危动物的跟踪保护
要利用北斗导航系统实现对濒危动物的跟踪保护，可以运用BDS技术制作成无线项圈，这样可以了解到动物所在的位置和行程，是否会进入人类生活的区域等。运用BDS跟踪项圈可以让研究人员了解动物的情况，避免人和野生动物发声冲突，起到保护濒危动物的作用。无线项圈的标记范围从0.5g用于鸟类和田鼠到460g用于大象、熊和大角麋，最小的标记电池寿命14天，最大的标记电池寿命长达1600天（>4年）。对没有明显颈部的动物（如爬行动物蛇、蜥蜴和鱼类），可使用可植入标记（implantabletag）。所有的标记均可配死亡率和行动传感器（mortalityandactivitysensors）。可改变动物标记的峰值电流和功率输出，用来改变动物标记的使用范围。
三、利用北斗导航系统跟踪濒危动物的必要性
（一）从北斗的角度分析
北斗导航系统是基于卫星定位与通信系统架构的动态监控系统，基本管理的内容有状态管理信息储存。可以对动物个体的动态监测信息进行唯一标识、采集、传输、接收、储存等。采用卫星定位与通信系统（BDS）与集传感器、GpS技术、GiS技术、无线通讯技术、计算机、数据处理技术相结合，使的对濒危动物的跟踪和保护更具人性化、实时性和可靠性。北斗BDS具有全天候定位、高精度定位、观测时间短、测站间无需通视、仪器操作简便的优势。开放服务的定位精度为10米，测速精度为0.2米/秒。授权用户和享受更安全的定位、测速、授时和通信服务以及系统完好性信息。各个领域都应该提高濒危动物的保护意识，对于我国自行研制的北斗卫星定位与通信系统来说更应发挥其特长，为濒危动物的保护贡献力量。
（二）从社会和自然的角度分析
人类在对自然资源开发利用的过程中，大自然的生态系统遭到破坏，环境也受到污染。动物的物种由此灭绝的速度加快，不少珍稀动物濒临灭绝，对于野生动物的保护已迫在眉睫。濒危动物保护对于社会来说耗资巨大又十分艰巨，需要采用多种手段来进行，涉及到法律、行政、经济、社会舆论等诸多方面。建立自然保护区、驯养繁殖、采用法律的手段禁止商业性开发、开展国际合作、采用先进技术等都是保护濒危动物的一些措施。目前濒危动物的保护涉及到物种的多样性，维持物种多样性有利于自然的和谐发展。我们每一个人都应该意识到濒危动物保护的重要性。
四、北斗导航系统跟踪保护濒危动物的意义
人类在对自然资源开发利用的过程中，大自然的生态系统遭到破坏，环境也受到污染。动物的物种由此灭绝的速度加快，不少珍稀动物濒临灭绝，对于野生动物的保护已迫在眉睫。北斗导航系统是基于卫星定位与通信系统架构的动态监控系统，基本管理的内容有状态管理信息储存。可以对动物个体的动态监测信息进行唯一标识、采集、传输、接收、储存等。采用卫星定位与通信系统（BDS）与集传感器、GpS技术、GiS技术、无线通讯技术、计算机、数据处理技术相结合，使的对濒危动物的跟踪和保护更具人性化、实时性和可靠性。可以起到维持生态平衡，维护物种的多样性，对于我国自行研制的北斗卫星定位与通信系统来说更是发挥其特长，为濒危动物的保护贡献力量，同时也体现出我国高新技术对于生态环境具有很高的保护意识。
五、结论
多种多样的物种组成了生态系统，每一个物种都是生态系统中的一个重要组成部分，包括人类，他们相互依存，相互联系，物种多样性被破坏，整个生态系统就会受到影响。大多数的濒危动物都具有较高的经济价值、药用价值以及医用价值。所以对于野生动物的保护受到各个领域的关注。科技的发展和进步对于野生动物的保护起到了促进的作用，卫星定位与通信系统的出现，对野生动物的跟踪保护更是起到了不可替代的作用。卫星定位与通信系统对濒危动物的活动范围和行动轨迹进行实时监控，对濒危动物进行定位跟踪，对跟踪动物的体温、脉搏等数据进行采集和传送。运用环境优化、刺激等手段引诱物种向有利的方向发展。北斗又是国卫星定位导航领域的尖端，利用北斗导航系统跟踪濒危动物能起到更好的保护作用。
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航天技术导论篇7
军队院校团级指挥航天通信专业任职教育的培训目标是按照“能打仗、打胜仗”要求，着眼有效履行军队职能使命，围绕信息化条件下打赢联合作战对航天通信指挥人才的需求，培养熟悉通信部队职能、善于运用航天通信系统，政治坚定、品格优良、业务精湛、组织领导能力强、胜任航天通信单位团级领导岗位的指挥军官。为了实现这个目标，课程体系设置必须向实战聚焦，向部队靠拢。
一、教学对象分析
航天通信团级指挥的教学对象主要包括总装航天通信领域新晋团级指挥干部，教学对象具有以下几个特点：一是根据所从事岗位可分为军事通信指挥、航天通信总体干部，同时还有部分通信部门政工和后勤干部;二是学员年龄段主要集中在30～40岁段，其中35～40岁年龄段更多;学历层次分析，高学历依然是少数，绝大多数为本科毕业生;三是专业跨度大，所学专业涵盖电子类工学专业、管理学、政工、后勤等。
为了设置聚焦实战、贴近岗位的课程体系，在分析教学对象的基础上，重点需要研究岗位与实战的切入点，找准切入点后，进一步设置课程体系。
二、课程体系设置思路
(一)课程体系构成
航天通信方向课程体系主干课程(如图1所示)。
由于在上述课程体系中《航天指挥》《军事航天技术》《指挥信息系统运用》和《航天通信指挥问题研究》为航天通信方向核心专业课程，因此主要对此四门课程相关内容设置理由加以说明。
(二)课程内容设计
航天通信方向专业课程设置在教学内容上按照从指挥到技术再到系统运用的主线安排授课内容，教学环节包括理论讲授、案例分析、想定作业和综合演练四个环节，每个教学环节的具体授课内容又遵循先当前现状后发展趋势的顺序进行组织实施。课程设置的主要理由包含以下四个方面(如图2所示)：
(一)贯彻“向实战聚焦，向部队靠拢”的思想，突出实战化教学
在本专业课程体系的设置中，力争突出实战，贴近岗位，具体体现在：在案例教学中，首先进行分析航天试验中最具有典型代表性的“嫦娥X号卫星发射通信总体方案”，进而过渡到“基于下一代网络技术的卫星发射通信总体方案”，再到“基于自主可控技术的XX卫星发射任务通信总体方案设计”;想定作业的教学内容既包含“特定任务(如临近空间试验任务及应急任务)通信的组织与实施”，又包括具有一定前瞻性的“XX空间作战航天通信支援研究”，这些案例和想定教学的设置紧紧围绕总装试验场和航天任务，突出总装试验任务的实战内容，同时在内容设置上又综合考虑现状和发展的关系，立足现实，着眼发展，适度超前。
(二)落实“指技融合，指技俱精”的理念，指挥与技术相辅相成
课程设置按照固指挥、强技术、重应用的思路，将指挥和技术相互融合，做到指挥与技术相辅相成。在案例教学“神舟十号载人航天任务通信组织与运用”，想定作业“特定任务(如临近空间试验任务及应急任务)通信的组织与实施”“XX空间作战航天通信支援研究”都不单纯是指挥问题，这些问题的研究离不开技术支持，因此在授课内容中还包括技术层面的案例教学“嫦娥X号卫星发射通信总体方案”，在此基础上，进而过渡到“基于下一代网络技术的卫星发射通信总体方案”，以及想定作业“基于自主可控技术的XX卫星发射任务通信总体方案设计”，使指挥与技术相互交融，相互支撑，相辅相成。
(三)注重课程内容主线设计，在实践中提高运用理论和技术的能力
教学内容设计在强调整体设计的基础上注重主线设计，按照从指挥到技术再到应用的顺序，通过具体的信息系统运用和综合演练，提升将指挥和技术运用于实战中的能力。具体内容设置是在讲授“航天任务中通信的组织与实施”“航天通信关键技术”“航天通信系统及其应用”“航天通信系统安全保障”“空间电磁环境及电磁频谱管控”等专题的基础上，实际操作运用“一体化框架下的通信系统”，培养学员灵活运用信息系统解决实际问题的能力。在相关指挥及技术案例教学和想定作业的基础上，通过航天指挥综合演练，提高航天通信方向中级指挥干部运用已有知识和技术，解决不同背景及条件下不同任务中出现的实际问题的能力，综合提升学员分析、研究、决策能力。
(四)充分发挥既有环境条件优势，切实提高教学环境的使用效益
航天试验训练中心试验通信分系统，及国防科研试验信息安全实验室，这些环境和平台在其他层次教学任务中发挥积极作用，通过为航天通信方向中级指挥实施教学任务，不仅能够更大限度发挥这些环境的优势，提高使用效益，而且能够积极促进科研成果进课堂，形成动态更新教学内容，及时将研究成果纳入教学，教学科研相互促进的良性循环。
三、教学组织实施
(一)“知”“行”合一
在授课过程中，核心理论知识和技术主要采用课堂讲授的方式，体现知识性、系统性，围绕理论和技术，结合授课内容，展开课堂研讨、课外自学、案例教学、想定作业等形式的教学活动，并充分利用网络资源，开发mooC课程，增强教学效果这些教学活动重点体现实践性、综合型，提升学员对理论和技术的运用能力，强化将理论和技术应用于解决现实问题的能力。
(二)“分”“合”统一
“分”“合”统一既体现在教学内容上也体现在教学组织形式上。在教学内容中，将指挥和技术分别进行讲授，更便于对理论的理解;而在案例分析和想定作业，以及综合演练实施过程中，则可以合并进行，以使知识融会贯通，灵活运用。在教学组织形式上，案例教学采取小班教学方式，以案例分析、案例作业为主，现地教学和实验室见学为辅的方式进行;想定作业主要采取以分组作业为主，按照介绍想定背景、提供想定条件、布置想定作业、编组研究讨论、提交作业和小结讲评的步骤实施，体现有分有合，分合统一的思想。
(三)“研”“练”归一
教学活动的案例分析、想定作业都充分发挥学员的主观能动性，注重学员对教学内容的研究，只有通过研究才能完成作业内容。教学活动的最后一项是综合演练，综合演练按照“统一作战背景、统一作战时间节点、统一指挥行动”的原则，利用一体化试验信息系统组织实施，在演练过程中强调以情况设置为牵引，直接调理为辅的原则，重点提升学员在演练过程中的自主解决问题的能力。无论是研究还是演练，最终的目标都要归于人才培养的总目标。
四、结语
聚焦实战，紧贴岗位的人才培养方案制定只是确保人才培养质量的第一步，当然也是最核心的要素之一，院校要培养能打仗、打胜仗的实战化人才，从人才培养方案的角度考虑还需要进一步做好内容设计、课堂组织、考核方式等多个环节的完善和细化。
航天技术导论篇8
导弹维修专业实习周记(一)
生产实习单位简介：中国空空导弹研究院，是国家专业从事空空导弹、发射装置、地面检测设备和机载光电设备及其派生型产品研制开发及批量生产的研究发展基地，是国家重点科研院所之一。
研究领域覆盖导弹总体设计与制导、自动控制、无线电、红外、激光、微波、计算机、通讯、精密机械、火箭发动机、信号处理、机械设计与制造等。
作为中国研制高精尖武器的国家队，研究院拥有国内一流的厂房、实验设施，拥有万余台套专用仪器和设备，拥有先进的制造、批量生产能力和现代化试验等手段，拥有着一流的科研队伍，上千名科技人员孜孜不倦的奋战在各个岗位上，完备的管理体系让产品质量得以保障。
五十年来，研究院承担了多项国家重点工程，取得各类科研成果3000多项。研究院高度重视青年科技人才使用和培养。在科研生产重点项目、重点岗位大胆启用青年科技人才，同时还提供多渠道的深造机会。近年，研究院向清华大学、南开大学、北京航空航天大学、北京理工大学、西北工业大学、西安电子科技大学、南京航空航天大学等多所重点院校送培博士、硕士生，并设立了清华大学研究生工作站和清华大学远程教育工作站。并与国外有着广泛的联系，经常派员出国进修、培训、考察和学术交流。
研究院致力于为职工创造最优质的生活环境：具有完善的后勤保障和生活配套设施，单身宿舍、职工食堂、子弟学校、幼儿园、职工医院、职工活动中心、电视台、俱乐部、体育场、游泳池等一应俱全，职工住房条件优越。工作区、生活区整洁规范，环境优美，被授予部级绿色小区。
导弹维修专业实习周记(二)
实习形式主要为参观和讲座两种形式。
为期十天的实习时间岁虽然不长，但我从中锻炼了自己，并且学到了很多课堂上学不到的东西。也通过十天的实践，使我对国防事业基层单位有了更深的了解。
如果用一句话来总结我的感受，那就是伟大的事业孕育伟大的精神，伟大的精神推动伟大的事业。航空航天工程是当今世界高新技术发展水平的集中体现，是衡量一个国家综合国力的重要标志。在实施航空航天工程的进程中，中国航天人牢记党和人民的重托，满怀为国争光的雄心壮志，自强不息，顽强拼搏，团结协作，开拓创新，取得了一个又一个辉煌成果，也铸就了特别能吃苦、特别能战斗、特别能攻关、特别能奉献的载人航天精神。这是以爱国主义为核心的伟大民族精神和以改革创新为核心的时代精神的生动体现，是井冈山精神、延安精神、两弹一星精神、九八抗洪精神、抗击非典精神的光荣传承，是我们党、国家、军队和人民的宝贵精神财富，值得全国人民认真学习和大力弘扬。
导弹维修专业实习周记(三)
在实习过程中，从空导院的每一位成员身上我能深切的体会到航空航天人对工作的严谨认真，对航空航天事业的无私奉献。
作为航空航天的人才需要艰苦奋斗的精神。历尽千难成伟业，人间万事出艰辛。我国航空航天工程是在世界航天大国已经发展几十年后起步的。为了缩小差距，迎头赶上，航天工程开始实施就明确提出，要坚持做到起步晚、起点高，投入少、效益高，项目少、水平高，从总体上体现中国特色和技术进步，走跨越式发展的道路。中国航天人始终以人民利益为最高利益，以苦为荣，以苦为乐，常年超负荷工作，默默承受着常人难以承受的困难和压力。载人航天工程的成功实践告诉我们，无论过去、现在还是将来，艰苦奋斗永远是我们战胜一切困难、夺取事业胜利的重要法宝。只有以艰苦奋斗精神作支撑，我们的民族才能自立自强，我们的国家才能发展进步，我们的各项事业才能永葆生机活力。
作为航空航天的人才需要勇于攻坚的精神。航天工程是中国航天领域迄今规模最庞大、系统最复杂、技术难度大、质量可靠性安全性要求最高和极具风险性的一项重点工程。这项空前复杂的工程在比较短的时间里不断取得历史性突破，一个极其重要的原因在于，中国航天人敢于攻坚、勇于创新。从试验室到各生产企业，从大漠深处的航天发射场到浩瀚三大洋上的远望号测量船，到处留下了航天人攻坚的足迹，洒下了航天人登攀的汗水。他们知难而进，顽强拼搏，在重重困难面前百折不挠，在道道难关面前决不退缩，以惊人的毅力和勇气战胜了各种难以想象的困难，用满腔热血谱写了共和国航空航天事业的壮丽史诗。
作为航空航天的人才需要开拓创新的精神。我国的航空航天工程，从飞船设计、火箭改进、轨道控制、空间应用到测控通信、航天员训练、发射场和着陆场等方案论证设计，都瞄准世界先进技术，确保工程一起步就有强劲的后发优势，关键技术就能与世界先进水平并驾齐驱，局部还有所超越。面对一系列全新领域和尖端课题，科技人员始终不懈探索、敢于超越，攻克了一项又一项关键技术难题，获得了一大批具有自主知识产权的核心技术和生产性关键技术，展示了新时期中国航天人的卓越创新能力。这些重大突破，使我国在一些重要技术领域达到了世界先进水平。中国航天人的成功实践告诉我们，一定要勇于站在世界科技发展的最前列，敢于在一些重要领域和科技前沿创造自主知识产权，大力提高核心竞争力，努力在世界高新技术领域占有一席之地。
作为航空航天的人才需要无私奉献的精神。我国载人航天事业的建设者，是一支具有光荣传统、建立了卓越功勋的团队。中国航天人勇敢地肩负起攀登航天科技高峰的神圣使命，为了祖国的航天事业，淡泊名利，默默奉献。他们献出了青春年华，献出了聪明才智，献出了热血汗水，有的甚至献出了宝贵生命。他们用顽强的意志和杰出的智慧，将一切为了祖国，一切为了成功写在了浩瀚无垠的太空中。老一代航天人甘当人梯，新一代航天人茁壮成长。一大批能够站在世界科技前沿、勇于创新的高素质人才，为我国航空航天事业实现新的突破积蓄了强大的发展后劲。
导弹维修专业实习周记(四)
在这一周时间里，我根据车间领导的安排到喷漆工段实习，在此期间，我学到了许多在课堂中接触不到的知识，同时也发现了工段在现场生产管理中的一些不足之处。
这一工段的主要工作是给长征系列火箭、**系列导弹及各型号产品借用件、弹头部分、地面设备、工装以及航天服等产品喷涂涂层。生产加工的过程要求十分精密细致，对于喷涂厚度、喷涂遍数、涂层选择、烘干时间和温度等工艺都有各自严格的规定，必须按照图纸、施工和工艺规程的相关规定严格执行，否则就会造成产品的质量问题，甚至是生产中的安全问题。
在人员结构上，喷漆工段由22名员工组成，分为大喷漆和小喷漆两组，设一名工段长和两名组长承担管理和技术指导工作，设一名收发员承担工段的文职工作，另有16名技术工人，1名返聘人员和2名临时工。此外，质量处派遣两名工作人员常驻工段负责两个小组的产品检验工作。
这样的人员构成从理论的角度看是比较合理的，二级管理实现了一定程度上的分权，外部监督机制也能进一步保证产品的质量，再加上工段安排经验丰富的老师傅指导新员工的措施也可以使得人才得以快速的成长，长时间积累下来的宝贵工作经验也能得以传承。
导弹维修专业实习周记(五)
航天技术导论篇9
关键词：GpS；惯性导航；航位推算；地图匹配
1.引言
智能交通系统(itS)已被公认为解决消防部队在突发事故发生时如何快速抵达事故现场问题的有效途径，它是在关键基础理论研究的前提下，将先进的信息技术、数据通信技术及电子控制技术等有效地综合运用于地面交通运输体系，从而建立起一种大范围、全方位发挥作用、实时、准确、高效的交通运输系统。
车辆定位导航技术是itS中的关键技术之一。车辆导航定位系统的首要功能是能够提供车辆的位置、速度和航向等信息，而精确、可靠的车辆定位则是实现导航功能的前提和基础。常用的车辆定位技术主要有：航位推算技术(DR)、卫星定位技术(GpS)、惯性导航技术(inS)、地图匹配技术(mm)等等。由于基于任何一个单独的定位技术的系统都有本身无法克服的短处，因此出现了组合导航系统。本文根据智能交通系统的特点，提出了GpS、航位推算技术与地图匹配技术相结合的组合导航系统。
2.GpS定位技术
全球定位系统(GlobalpositioningSystem-GpS)[1]是当前全球定位系统中技术最成熟，应用也最为广泛的系统。它可以全天候连续为全球范围陆、海、空军民用户提供定位导航信息，用户设备的定位精度优于20m，时间准确度达到ns量级。具有全天候，定位迅速，精度高，可连续提供三维位置(精度、纬度和高度)、三维速度和时间信息等一系列优点[2]，主要应用于单点导航定位与相对测地定位两个方面，是当今车辆定位导航的主流。
GpS系统包括三大部分：
（1）空间部分——GpS卫星星座
由24颗在轨卫星和3颗备份卫星组成，部署在高达20200km的轨道上，在地球上和近地空间任何一点均可连续同步地观测4颗以上卫星，从而实现全球、全天候连续导航定位。
GpS的空间卫星星座如图1所示：
图1GpS的空间卫星星座
（2）地面控制部分——地面监控系统
地面控制部分是整个系统的中枢，由美国国防部管理，它包括1个主控站，5个监控站。主控站负责对地面监控站的全面控制。监控站内装备有接收机、原子钟、气象传感器及数据处理计算机，其任务是追踪及预测GpS卫星轨道，控制GpS卫星状态及轨迹偏差，维护GpS系统的正常运作。
（3）用户设备部分——GpS信号接收机
用户部分则是适用于各种用途的GpS接收机，其主要功能是接收GpS卫星播发的定位信息，GpS用户接收机是由主机、电源和天线组成。主机的核心部件是信道电路、基带处理电路和中央处理器，在专用软件的控制下，进行作业卫星选择、数据搜集、加工、传输、处理和存储，其天线则接收来自各方位的导航卫星信号。GpS接收机接收到从卫星传来的连续不断的编码信号后，再根据这些编码辨认相关的卫星，从导航电文中获取卫星的位置和时间，然后计算出接收机(即用户)所在的准确地理位置。
三者的关系如图2所示：
图2GpS全球卫星定位系统的三大组成
GpS导航利用GpS模块接受导航卫星信号，然后计算出汽车的经纬度、速度、行驶方向、时间等信息，它具有全球性、全天候、低成本、高精度、实时三维的测定位置和速度的能力，因而有很大的优势。
但是，GpS导航也有其本身所固有的弱点[3]，主要是非自主性、易受干扰、动态性能较差，卫星信号因在有些地方受遮挡会导致丢失信号而影响定位，定位精度容易受电子欺骗等因素影响。更致命的是城区内地物特征复杂，当卫星信号被树木、城市高层建筑、隧道和桥梁等遮挡或GpS接收机接收不到四颗及以上的卫星信号时，GpS导航系统便不能提供连续导航信息，其定位误差将增大，甚至可能出现不定位的现象。
单一的卫星定位方式由于可能会受到使用环境的影响，不能很好的完成定位功能，但是即使是使用卫星定位系统之间的组合定位：如GpS与GLonaSS（俄罗斯的“格拉纳斯”卫星定位导航系统）之间的组合而成的GnSS，以及GpS,GLonaSS与欧盟的伽利略卫星的组合定位，这些组合定位技术都提高了定位的可靠性和精度。但是在高架、立交、停车场等卫星定位号接收不良的情况下，定位精度仍然难以保证。并不能从根本上解决卫星定位系统的固有缺陷。
3.inS（inertialnavigationSystem惯性导航系统）技术
惯性导航系统（inS）是一种不依赖于外部信息、也不向外部辐射能量的自主式导航系统。其工作环境不仅包括空中、地面，还可以在水下。其基本工作原理是以牛顿力学定律为基础，通过测量载体在惯性参考系的加速度，将它对时间进行积分，且把它变换到导航坐标系中，就能够得到在导航坐标系中的速度、偏航角和位置等信息。在现代航空、航天和航海载体的导航系统中，惯性导航系统是技术相对成熟、应用最为广泛的一种导航设备之一。
惯性导航系统是一种完全自主式的导航系统，导航过程中不向外辐射电磁信号，和外界不发生任何光、电的联系，因此有很好的隐蔽性和强大的抗干扰能力，工作不受气象条件限制，可全天侯、全球工作与空中、地球表面乃至水下。惯性导航系统能同时输出位置、速度、姿态、加速度和角速度等导航信息，所产生的导航信息连续性好而且噪声低，可单独完成导航功能。同时具有数据更新率高、短期精度和稳定性好等优点。
但是，惯性导航系统不能给出时间信息，又由于导航信息经过积分而产生，定位误差会随时间而增大，长期工作精度变差，因此难以长时间独立工作。而且每次使用之前需要较长的初始对准时间。另外，惯性测量设备的价格高昂，这也是导致它在车辆导航系统中的运用受到很大的限制。
4.DR(DeadReckoning航位推算)技术
航位推算的现代定义是由Cotter提出的，其定义“为从一己知的坐标位置开始，根据航行体(船只、飞机、陆地车辆等)在该点的航向、航速和航行时间，推算下一时刻坐标位置的导航过程就称为航位推算”。DR基本原理是利用方向和速度传感器来推算车辆的位置。由于车辆的运动可以看成是二维平面上的运动，因此如果知道车辆的起始位置和起始方位角，通过实时的测量车辆的行驶距离和航向角度的变化，就可以实时的推算车辆的位置。
DR导航技术完全自主，既不发射信号，也不接收信号，不存在电磁波传播问题，成本低，只需利用自身的测量元件的观测量，推求位置、速度等导航参数，不受外界环境及其它政策性人为因素的影响，在短时间内能保持较高的精度。且机动灵活，无论是涵洞还是水下，只要载体(车、船、飞机、潜艇)能够到达的地方就能导航定位。
但是DR系统只能确定相对位置。且误差随时间的延长而积累，导致定位误差随时间延长而迅速增长的问题，因此DR方法不能单独、长时间地使用，而常常作为一种辅助的定位技术得到应用。
5.组合定位技术
每一种定位技术各自都有其优点和特色，但也存在固有的不足，其精度及可靠性都有一定的限制。将各种定位技术综合起来，组成组合导航系统，将能达到取长补短、综合发挥各种导航系统特点的目的，并能提高导航信息精度，更好地满足载体对导航系统的要求。并且，组合后的系统具有冗余功能，增加了导航系统的可靠性。
在导航应用领域中，一般采用全球定位系统(GpS)和惯性导航系统(inS)的组合导航[4]，它们能分别独立地获取信息，并快速推算出地理位置信息。然而，价格昂贵制约了高精度inS的使用。高性能inS通常用于军事和民航领域，而不适合车辆导航这类一般的应用领域。
GpS/DR车载组合导航[5]是一种很好的解决方案，GpS与DR存在很强的互补关系，一方面，GpS可以为DR提供推算定位所需的初始点的绝对位置信息，并进行误差校正，避免DR信息因传感器的漂移和噪声而产生的误差积累。另一方面，DR的推算结果可以弥补GpS信息在短期内因受高楼、树荫阻挡而无法正常定位的缺陷，用于补偿部分GpS定位中的随机误差，平滑定位轨迹。另外，GpS/DR组合导航方式性价比高，组成实用的车辆导航系统，因而在民用低成本车载导航系统中广为采用。
GpS/DR车载组合导航采用以GpS定位为主、航位推算为辅的组合导航定位方式可以很好的保证车辆定位连续性和可靠性。利用微处理器将各个传感器有机的结合在一起，并利用最优估计理论与方法进行多种导航信息的综合处理，计算出精确的位置信息。整个组合导航系统在工作时，导航计算机同时接收来自GpS定位系统和DR航位推算系统的数据，根据组合导航系统的数学模型进行两种定位结果的信息融合，得到最优的定位结果，从而获得最好的定位精度。当GpS信号丢失，无法正常工作时，能够利用DR系统的自主定位结果，以维持正常导航。此外，当GpS定位由于可见星少于四颗而定位精度较低时，还可以利用DR系统在一定的距离内的较高精度来改善GpS的定位精度。
GpS/DR组合导航系统原理如图3所示：
图3 GpS/DR组合导航系统原理图
但是，这种车载组合导航系统也有自己的局限，主要反映在：
（1）它用里程计采集位移信号，这需要改动汽车电气线路，并且汽车型号不一样，里程计感应元件的参数也不一样，安装不方便，并且导航精度受里程计的精度限制。
（2）长时间接收不到GpS的情况下，单靠这种DR系统积累的误差将会很大，方位信息已经不准确，不能正确的导航。
（3）汽车行驶期间，不能感应汽车的姿态，汽车机动模型是建立在水平面的假设基础上的，而实际情况却不是这样，当汽车行驶在坡度路面上时，这样推算出来的结果必然和实际情况有误差。
（4）微处理器运算速度慢，不能实时的输出航位信息，有滞后现象。
6.地图匹配(mapmatching)技术
GpS和航位推算法(DR)系统的组合导航虽然能够提高导航系统的精度和提高组合导航系统的可靠性，但导航数据仍然存在一定的误差，并且在GpS信号长期丢失的条件下，DR系统的误差也会因为长时间得不到校正而积累变大。而移动目标的精确定位正是系统的关键，这就要求人为对其进行校正，在实际系统中通常采用地图匹配方法[6]来提高DR和GpS系统的精度。地图匹配方法是借助地理信息系统数据库存储的高精度道路数据来提高车载导航系统的定位精度，使导航数据和道路数据相一致。地图匹配功能在现代车辆定位与导航系统中起着重要作用，它能使系统的定位功能更加准确可靠，从而为导航功能的实现提供良好的基础。
地图匹配是一种基于软件技术的定位修正方法，其基本思想是将车辆定位轨迹与数字地图中的道路网信息联系起来，并由此相对于地图确定车辆的位置，原理参见图4。
图4地图匹配原理示意图
地图匹配应用是基于以下两个假设条件：
（1）车辆总是行驶在道路上。
（2）采用的道路数据精度要高于车载定位导航系统的定位精度。
当上述条件满足时，就可以把定位数据和车辆运行轨迹同数字化地图所提供的道路位置信息相比较，通过适当的匹配过程确定出车辆最可能的行驶路段以及车辆在该路段中的最大可能位置。如果上述假设不成立，则地图匹配将产生错误的位置输出，并可能导致系统性能的严重下降。一般认为用于匹配的数字地图误差不应超过15米(真实地面距离)。由于陆地车辆在除进入停车场等之外的绝大多数时间内都位于公路网络中，因此使用地图匹配技术的条件是满足的。
7.小结
本文对组合导航技术在智能交通系统中的应用应用作了初步的探讨。介绍了几种常用的导航定位技术，GpS定位、惯性导航技术与航位推算技术。这几种技术都有自身的优势与不足，而这GpS和航位推算技术的优势与不足是互补的，根据两者的互补性提出了两种技术结合的组合导航技术，并在此基础了讨论了进一步通过地图匹配技术来提高导航精度。
参考文献：
[1]胡风珍.汽车GpS卫星导航全球定位系统技术研究与应用[J].石油仪器,2007,21(4):46~48.
[2]G.mintsis,S.Basbas,p.papaioannou.etcal,applicationsofGpStechnologyinthelandtransportationsystem[J],europeanJournalofoperationalResearch.2004,152(2):399~409
[3]elliott,D.Kaplan著.邱致和,王万义译.GpS原理与应用[m].北京:电子工业出版社,2002.
[4]陈红英,罗文田.GpS/inS组合导航系统的鲁棒滤波研究[J].中国民航飞行学院学报, 2006,17(2):35~38.
航天技术导论篇10
【关键词】通信导航系统防雷防护
一、引言
大规模集成电路和智能化在我国航空，尤其是民航通信设备中得到广泛应用，使得各种先进通信设备对过电压的要求也就越来越高。现代的航空地面通信导航系统设备对雷电较敏感，这样雷害问题就日益凸显出来。为了提高我国民航通信及导航系统的安全和可靠水平，保障人民生命及财产安全，必须采取措施对地面的通信导航系统进行防雷电保护，以实现维护民航运输通信导航的稳定，保障我国人民的生命财产安全。
二、概念解析
1、航空通信导航系统。航空通信导航系统是一种多功能的航空电子系统。除通信外，还用机间的相对导航和识别本系统成员。随着电子对抗的发展，飞机无线电通信的保密、抗干扰、信号隐蔽等问题日益突出。机载电子设备日益增多，飞机负担不断增加，各项设备之间的电磁干扰也日益严重。鉴于以上的问题，航空运输迫切需要航空电子设备实现多种用途，能同时具有相对导航和识别本系统成员的功能，这样就出现了通信、导航、识别综合系统。通信、导航、识别综合系统能提供数字化语音、实时数据、精确测距、可靠识别等服务，并有大、中、小三种规格，可供各种飞机、各种指挥控制中心和移动的部队使用。
2、防雷技术。防雷技术是指通过组成拦截、疏导最后泄放入地的一体化系统方式以防止由直击雷或雷电的电磁脉冲对建筑物本身或其内部设备造成损害的防护技术。目前应用于航空运输中较广的防雷技术主要有：雷电探测及雷电机理技术、输电线路绕反击判别技术、输电线路降低雷击跳闸率技术、雷电流测量技术、直击雷防护技术、感应雷防护技术、侵入波防护技术、电子设备防雷技术、金属氧化物避雷器技术、SpD技术。
三、地面通信导航系统设备防雷及保护技术应用
1、外部措施。航空通信导航系统的防雷外部措施主要是采用避雷针（避雷线、避雷网或避雷带）和接地装置（接地线、地级）。接地是防雷工程的最重要环节，不论是直击雷防护还是雷电的静电感应、电磁感应和雷电波入侵的防护技术，最终都是把雷电流送入大地。如果没有良好的接地技术，就不可能有合格的防雷过程。保护接地的作用就是将电气设备不带电的金属部分与接地体之间作良好的金属连接，降低接点的对地电压，避免人体触电危险。定期检查外部防雷设备是航空通信导航系统的防雷得以长期保护的重要工作。例如，定期检查每个天线的电缆是否都已接到相应的天线插座，是否上紧；检查每个天线的平衡一不平衡变换电缆是否都已接上，是否出现绞扭，是否塞到天线的支架杆内；检查所有天线的电离片和短路片是否都已调到相应台站的频率检查所有边带天线的馈线是否都已接到机房内的aDS上，连接时要注意相应的天线参数；检查所有的接地线是否牢靠，尤其是地网接地，接地电阻值应小于1欧姆。