中国新一代航天测量船“瞭望一号”，在网上火了有一段时间了，整个八月份军迷们都对这艘新船议论纷纷，各种图片也都上了网，当然，由于众所周知的因素，咱们不方便多说，但倒是可以管中窥豹——从航天测量船的任务，航天测量船任务所需要的装舰设备，来看一看“瞭望一号”到底执行的是什么任务，为什么会起了这样一个奇特的“瞭望”的新名字、而不是沿用“远望”的旧名号。


一、航天测量船，到底是干吗的？

航天测量船，顾名思义，是用于对各弧段航天器、临近空间飞行器等进行遥测遥控的船舶，航天器在发射、在轨运行、再入段，需时刻和地面测控站保持联系，以进行在轨状态掌握，轨道测量，控制指令上传，遥测信号下传等工作，但是，由于大地弧度因素，单一地面测控站无法对在轨航天器全航段进行测量，因此需要在全球范围内设置多个测控站，进行接力测量，而在大西洋，太平洋等宽广海域，存在着数千千米的陆地空白区，或者由于政治因素无法在某地设立航天测控站，在此情况下，航天测量船就应运而生，在航天测量工作中，主要承担补盲工作。

因此，从航天测量船承担的任务来看，主要承担的往往都是合作型航天器的测控任务，所谓的合作型航天器，就是航天器初始状态确定，航天器和测量船之间可以建立稳定通讯信道的航天器，在航天器发射入轨时，航天测量船即可通过发射报告，得知航天器的初始轨道位置，速度矢量，航天器和地心间距离等运动参数，根据初始运动参数，建立航天器和测量船之间的窄波束通讯信道，信道建立的方式类似于民航的应答机，在实施测控任务时，利用航天测量船上的统一测控系统向航天器发信，航天器收信后编码转发，根据收发时间，天线方位角和仰角等数据，航天测量船即可测得航天器的运动状态，天地距离和位置了。

航天测量船的核心设备，是安装在测量船上的多波段统一测控系统，一般一艘航天测量船会同时安装多种波段的统一测控系统，比如C波段，S波段和X波段测控系统，不同波段的测控系统适合承担不同类型的测控工作，如近地测控，如中继通讯，如深空测控，同时，为了协助捕获和确认航天器状态，航天测量船还往往会安装一部光学测量系统，光学测量系统由一套大孔径的光学跟踪仪器组成，可以根据报知的轨道参数进行巡天作业，对航天器的在轨状态在可见光波段进行跟踪拍照，多波段测控系统协同工作，完成航天测控任务。




所以从典型的航天测量船的外观特征来看，在航天测量船的顶端，往往都会安装有多部大型类似于射电望远镜的抛物面天线，这就是用于对航天器进行测量的统一测控系统，一般一部天线负责一个波段，三部天线分别负责C波段，S波段和X波段等，在工作甲板上，往往还会安装一台类似于天文台穹顶的半圆形结构，其顶部打开之后可以露出里面的光学测控设备，同时，在航天测量船上还会安装诸如卫通天线，长波通讯天线等设备，这就是典型航天测量船的特征。

在明确了航天测量船的外观特征后，“瞭望一号”上的诸多设备自然就得到合理的解释了，位于工作甲板上的三个“大球”，很明显应当是“瞭望一号”上的三部统一测控系统的天线罩，三个大球可能分别对应了C波段，X波段和S波段系统，位于大球中间的半圆形穹顶，则显然是“瞭望一号”的光学测控系统，里面应当安装有大孔径光学测控设备，有所不同的是，相比绝大多数航天测量船的统一测控系统使用的抛物面天线，“瞭望一号”的统一测控系统被用保护罩保护在内了，里面可能使用的是平面相控阵天线，以确保同时跟踪能力更强。

二、除了航天测量，还能干什么？

很显然，“瞭望一号”能做的不止是对航天器进行测量那么简单，毕竟，大家看的清清楚楚，除了位于船体舯部工作甲板上的三个大球，还有一部光学测控系统，瞭望一号真正的大头在烟囱后面呢，在“瞭望一号”的烟囱后方，安装有两部大型雷达天线，在之前的“远望”系列航天测量船上从来没有见过。

从这两部雷达天线的外观来看，有这样几个鲜明的特征，第一是面积巨大，根据估测，这两部雷达天线的横向长度在18米左右，纵向高度在15米左右，阵面孔径可以达到270平方米，即使去除一部分封装面积等等，有效孔径面积可能也不会低于240平方米；第二是雷达阵面呈现出弧形外观，弧形外观里面很显然安装有风冷或者液冷设备，意味着这部雷达的发射功率巨大，需要风冷/液冷降温确保雷达正常工作；第三是雷达的高低机、方向机极其粗壮，从这个细节可以看出，这是两部重量非常大的雷达，很有可能单单天线重量就高达上百吨，因此需要巨大的高低机、方向机驱动，综上所述，这是两部功能强大的有源相控阵雷达。

作为对比，目前美国的“霍华德-洛伦岑”号导弹测量船，在舰体后方也安装有一套代号为CRJ的导弹雷达测量系统，这是一套双波段雷达，分别由诺-格公司和雷神公司研制，其中S波段雷达用于广域搜索，X波段雷达用于精密跟踪，两部雷达对弹道导弹的探测距离据称在5000千米以上；再比如同为大型相控阵雷达的美军AN/TPY-2型陆基X波段相控阵雷达，雷达阵面孔径在10平米左右，对于弹道导弹类目标却可以在1200千米左右发现，毫无疑问，安装在“瞭望一号”上的这两部大型雷达，对空间目标的探测能力，预计不会亚于“霍华德.洛伦岑”号测量船。

“瞭望一号”航天测量船，为何会安装这样两部功能强大的相控阵雷达呢？这就牵涉到“瞭望一号”的功能升级了，我们前面说，航天测量船承担的主要任务，是空间合作目标的监测和遥控，也就是使用窄波束对准目标，发射一组编码，空间飞行器收到编码后回复一组编码，从而建立二者之间的联系，但是，还有一些飞行器，如果无法和它建立联系，我们和它联系，它也不回复，这怎么办呢？这就是另外一种空间飞行器，顾名思义，这就是空间非合作飞行器了，诸如一些太空垃圾，或者发射出去的固体火箭等等，这都是空间非合作飞行器。

空间合作飞行器，我们可以利用类似于应答机的原理跟它联系，那非合作飞行器怎么联系呢？这个时候，“瞭望一号”上的两部大型相控阵雷达就派上用场了，从这两部雷达的探测能力来看，可以看到近地轨道的目标不成问题，如果是X波段雷达的话，那么对近地轨道目标进行精密跟踪也不是太大的问题，这样的话，即使是非合作型的空间目标，我们无法通过应答的方式对其进行测量测控，还可以直接用相控阵雷达对其进行截获，使用X波段雷达直接测量其轨道数据，然后还可以配合使用光学设备对其进行跟踪拍摄，进一步弄清其外形和状态，因此从这个意义上来讲，“瞭望一号”是航天测量船，但是，它和传统的、主要对合作型空间目标进行测控，只能兼顾使用光学设备监控非合作型空间目标的航天测量船，完全不是一回事，它可以说是一种全能型的、合作型非合作型目标一把抓的航天测量船，堪称测控多面手。

三、从“远望”到“瞭望”，意味着什么？

所以，从一开始大家普遍认为新一代航天测量船应该叫“远望八号”，现在却被命名为“瞭望一号”，这就得到合理的解释了，之前的“远望”系列航天测量船，只能对合作型空间目标进行测控，且使用的是抛物面天线，测控能力有限，尽管发展了三代航天测量船，但是基本的系统架构没什么变化，但到了第四代航天测量船，我们不仅可以看我们自己的人造卫星，我们的航天飞船，我们的深空探测器了，我们更可以去看人家的空间非合作目标，而且一上来就用阵面如此巨大的巨型相控阵雷达去看人家的目标，这相当于是什么，相当于我们在海上可以“手搭凉棚而望”了，所以从这个意义上，我们的新测量船叫“瞭望”，一点毛病没有。

除了两部相控阵雷达加入了进来，其实根据现有的信息，“瞭望一号”航天测量船的新性能还真的不少，首先是完成了全系统的国产化，中国的航天测量船在一些关键的系统零部件上长期依赖于进口，一直到远望七号上，才在C波段统一测控系统的发射机上实现了国产化，而“瞭望一号”根据现有信息显示，从多波段测控系统的软硬件上，比如发射机，接收机，服务器，交换机，显示终端等，全部都实现了百分百国产化，任务系统使用国产“麒麟”操作系统开发任务软件，做到了自主可控，优化了系统运行效率，更是提升了整个系统的安全性。




而在全船伺服系统上，我们要对航天器的位置和运动要素进行测量，首先就必须明确本船的精确位置，或者说，明确每一个测量点位的精确位置，在之前的远望系列航天测量船上，我们安装的都是集中式的惯导平台，统一为各测控点位提供位置信息，但是，一艘航天测量船的长度达到200多米，各测控设备点位之间依然有数十米的误差，仅仅是这数十米的误差，照样会对测控精度产生影响，因此，我们在新一代航天测量船上，使用了分布式的激光陀螺捷联惯导系统，同时还增加了船体形变测量系统，每一个测控点位都可以得到最精确的航位数据，甚至还可以结合船体的形变进行误差修正，从而确保将测控精度提高到前所未有的水平。

总的来说，从“远望”系列到“瞭望”系列，意味着中国卫星海上测控部又有了一件牧星利器，更是意味着，我们至此对于空间非合作型目标的观测、跟踪、监视工作有了全新的手段，可以在海上以机动的方式对此类目标进行观测和跟踪了，这在中国卫星和航天器的测控历史上，是前所未有的大事，也证明了“瞭望一号”对于我们的重要性，让我们静静地等待“瞭望一号”真正加入中国卫星测控队伍的那一天。


贴主:JollyRoger于2024_09_08 19:51:27编辑