北京時(shí)間17日晚，隨著神舟八號飛船返回艙安全降落內(nèi)蒙古中部主著陸場，北京航天飛行控制中心成功突破多項(xiàng)航天飛控關(guān)鍵技術(shù)，圓滿完成了天宮一號與神舟八號飛船飛控任務(wù)。
北京航天飛行控制中心成立于1996年，是世界上最年輕的航天飛控中心。中心主任、交會(huì)對接任務(wù)測控通信指揮部指揮長陳宏敏介紹說，中心不僅有10多項(xiàng)關(guān)鍵航天飛控技術(shù)達(dá)到世界先進(jìn)水平，在這次交會(huì)對接任務(wù)中又成功突破了5項(xiàng)載人航天飛行控制技術(shù)：
——基于狀態(tài)的飛行控制自動(dòng)規(guī)劃技術(shù)。針對交會(huì)對接過程兩目標(biāo)控制關(guān)聯(lián)性強(qiáng)、約束條件復(fù)雜、狀態(tài)變化快、協(xié)同控制難度大等問題，中心通過制訂相關(guān)規(guī)則，以消除兩目標(biāo)控制事件在資源和時(shí)間上的沖突，從而制約快速準(zhǔn)確生成飛行器控制計(jì)劃和協(xié)同工作程序，在分鐘量級規(guī)劃生成天宮一號、神舟八號兩目標(biāo)對接段飛行程序及地面控制計(jì)劃，確保飛控計(jì)劃有序、協(xié)調(diào)控制準(zhǔn)確。這一技術(shù)在交會(huì)對接任務(wù)得以首次使用，有效解決了以往任務(wù)中出現(xiàn)復(fù)雜飛控過程的矛盾問題。
——強(qiáng)約束條件下軌道相位精確控制技術(shù)。針對天宮一號從工作軌道進(jìn)入交會(huì)對接軌道飛行時(shí)間間隔長、次數(shù)多和空間環(huán)境參數(shù)復(fù)雜等特點(diǎn)，中心建立不同飛控力學(xué)模型、研究空間環(huán)境參數(shù)辨識策略，提高了長期預(yù)報(bào)精度。同時(shí)，充分利用大氣阻力自然衰減與主動(dòng)調(diào)相控制相結(jié)合的飛控模式，有效節(jié)省了燃料消耗。通過建立調(diào)相控制與圓化控制的軌控位置，突破了強(qiáng)約束下天宮一號軌道相位、高度、圓化度多目標(biāo)協(xié)同精確控制的技術(shù)難題。
——遠(yuǎn)距離導(dǎo)引最優(yōu)控制策略及軌道重構(gòu)技術(shù)。針對遠(yuǎn)距離導(dǎo)引軌控次數(shù)頻繁、前后關(guān)聯(lián)性強(qiáng)、精度指標(biāo)嚴(yán)格、實(shí)施流程緊迫、應(yīng)急分支復(fù)雜等難點(diǎn)，中心提出了不同控制目標(biāo)模式下的狀態(tài)規(guī)劃和優(yōu)化設(shè)計(jì)算法，突破了飛船遠(yuǎn)距離導(dǎo)引控制間隔時(shí)間短、精度要求高的技術(shù)難題；設(shè)計(jì)了基于目標(biāo)權(quán)重優(yōu)化的控制策略，明顯改善了遠(yuǎn)距離導(dǎo)引精度和尋的導(dǎo)引精度；建立精密動(dòng)力學(xué)模型，提高了頻繁控制條件下的短弧段軌道控制精度；利用遠(yuǎn)距離導(dǎo)引軌道控制策略動(dòng)態(tài)規(guī)劃技術(shù)，提高了遠(yuǎn)距離導(dǎo)引的應(yīng)急處置能力。
——交會(huì)對接多目標(biāo)協(xié)同控制決策支持技術(shù)。針對天宮一號、神舟八號先后發(fā)射、追蹤飛行、交會(huì)對接、組合運(yùn)行、安全返回等多目標(biāo)、高難度飛控要求，中心創(chuàng)新設(shè)計(jì)并提出多任務(wù)、多目標(biāo)條件下的實(shí)時(shí)協(xié)同監(jiān)控和計(jì)劃調(diào)度策略。采用虛擬仿真、多源信息融合、動(dòng)態(tài)構(gòu)建、可視化測控等多項(xiàng)技術(shù)，解決了交會(huì)對接任務(wù)測控信息數(shù)據(jù)量大、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、處理可靠要求高等技術(shù)問題，構(gòu)建了既相對獨(dú)立又相互協(xié)同的多目標(biāo)飛控軟件系統(tǒng)。他們建立集相對軌道姿態(tài)監(jiān)視、相對導(dǎo)航狀態(tài)判斷、協(xié)同上行控制、飛控流程自動(dòng)化、海量數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理、故障模擬與診斷于一體的決策支持平臺(tái)，確保了飛行控制、決策實(shí)施的正確性和可靠性。
——注入數(shù)據(jù)快速驗(yàn)證技術(shù)。交會(huì)對接任務(wù)控制頻繁、精度要求高、部分關(guān)鍵控制過程具有不可逆性等現(xiàn)實(shí)，中心通過分析飛行器各分系統(tǒng)注入數(shù)據(jù)使用的機(jī)理原理，重點(diǎn)研究了注入軌道參數(shù)、軌道控制參數(shù)、飛行程序以及各分系統(tǒng)填表注入等不同數(shù)據(jù)的校核驗(yàn)證的特點(diǎn)和要求，設(shè)計(jì)研發(fā)了注入數(shù)據(jù)的快速生成驗(yàn)證處理系統(tǒng)，將兩飛行器所有系統(tǒng)的注入數(shù)據(jù)生成、提交、驗(yàn)證等環(huán)節(jié)融為一體，大幅度提升了數(shù)據(jù)生成、驗(yàn)證過程的效率，確保了上行注入數(shù)據(jù)的正確性和安全性。 (田兆運(yùn)、趙薇、謝波)
